DE2805103A1

DE2805103A1 - Verfahren zur erzeugung von aethylen

Info

Publication number: DE2805103A1
Application number: DE19782805103
Authority: DE
Inventors: Sharad S Gandbhir; Benjamin V Pano
Original assignee: Stone and Webster Engineering Corp
Current assignee: Stone and Webster Engineering Corp
Priority date: 1977-02-08
Filing date: 1978-02-07
Publication date: 1978-08-10
Also published as: NL7801445A; FR2379597A1; GB1552905A; US4143521A; BE863737A; NL189205C; JPS6312046B2; NL189205B; JPS5398910A; CA1072128A

Description

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STONE & TvEBSTER ENGINEERING CORPORATION Boston, Massachusetts (V.St.A.)

Verfahren zur Erzeugung von Äthylen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von Äthylen.

Im Rahmen der Erfindung wird während der Erzeugung von Äthylen auf niedriger Temperatur anfallende Abwärme in einer Absorptionskältemaschine zum Erzeugen von Ammoniak als Kältemittel verwertet, insbesondere zum Erzeugen von Kältemittel, das bei der Äthylenerzeugung zum Kühlen von Fluiden verwendet wird.

In bekannten Verfahren zur Erzeugung von Äthylen wird in verschiedenen Stadien zum Kühlen von Geräten und strömenden Medien Kühlwasser verwendet, das im allgemeinen bei einer Temperatur von etwa 27 C zur Verfügung steht. Kühlwasser wird in der Vorfraktionier- und Kühlstufe zum Kühlen des erwärmten Abschreckwassers, in der Verdichtungsstufe zum Kondensieren des Dampfes, mit dem die Dampfturbinen für den Antrieb der Krackgasverdichter beaufschlagt werden, und zum Kühlen der Krackgase, in der Aufarbeitungsstufe zum Kühlen von Kopfdampf in den Fraktioniertürmen zugeordneten Kondensatoren und in der zu der Aufarbeitungsstufe gehörenden, mit Propylen arbeitenden Kältemaschine zur Kondensation des verdichteten Propylendampfes und des ¥asserdampfes verwendet, mit dem die Turbinen zum Antrieb der Propylenverdichter beaufschlagt werden.

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In einigen der vorstehend beschriebenen Anlagenteilen fällt Niedrigtemperaturwärroe an, die in Kühlwasser oder in die Atmosphäre abgeführt wird. Beispielsweise wird der auf niedriger Temperatur befindliche ¥ärmeinhalt des Abdampfes der einen Gasverdichter antreibenden Dampfturbine gewöhnlich an das Kühlwasser oder in die Atmosphäre abgeführt. Dieses Abführen von Niedrigtemperaturwärme, die in den verschiedenen Anlagenteilen anfällt, war bisher wirtschaftlich nicht unbedingt zu beanstanden, weil Brennstoff relativ billig und leicht erhältlich war. Angesichts der hohen Brennstoffkosten und der Notwendigkeit der Snergieeinsparung besteht aber jetzt ein Bedürfnis nach einem Verfahren zur Erzeugung von Äthylen mit möglichst geringem Brennstoffaufwand, wobei auch der Energiegehalt von auf niedriger Temperatur anfallender Abwärme für die Äthylenerzeugung verwertet werden soll.

Die bisherigen Versuche zur Verwertung von Nxedrigtemperaturwärme in der Äthylenerzeugung waren nicht vollkommen befriedigend, vor allem deswegen, weil die ¥ärme nur in einer solchen Menge und auf einer solchen Temperatur anfiel, daß sie nicht zum Beheizen von Anlagenteilen verwendet werden konnte, in denen durch diese Beheizung Wasser in Dampf verwandelt werden muß. Es wurde schon erwähnt, daß in der Äthylenerzeugung zum Kühlen von Anlagenteilen und von Fluiden vor allem Kühlwasser verwendet wurden. Es ist auch schon vorgeschlagen worden, zum Kühlen von bestimmten Anlagenteilen, beispielsweise von Ölraffinerien, eine mit Ammoniak arbeitende Absorptionskältemaschine zu verwenden (Refiner & Natural Gasoline Manufacture, Band 20, Nr. 5j May 19.41, S. (i46) 56; US-PS 3 817 050, ausgegeben 18. Juni 1974). Ss ist aber bisher noch kein befriedigendes System zum Erzeugen der Energie vorgeschlagen

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worden, die zum Gewinnen des als Kältemittel verwendeten Ammoniaks erforderlich ist.

Es hat sich nun gezeigt, daß die "bei der Äthylenerzeugung auf niedriger Temperatur anfallende Abwärme in einer Absorptionskältemaschine zum Erzeugen von Ammoniak verwertet werden kann, das als Kältemittel zum Kühlen von Fluiden verwendet werden kann. Dabei kann das Ammoniak-Kältemittel vorteilhafterweise ohne Verwendung von anderen Wärmequellen erzeugt werden. Da mit Hilfe dieses Kältemittels Fluide auf viel niedrigere Temperaturen abgekühlt werden können als mit Kühlwasser, können aufwendige Anlagenteile entweder entfallen oder durch kleinere ersetzt werden und können die Gesamtkosten der Erzeugung des Äthylens beträchtlich herabgesetzt werden.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Herabsetzung des Energieverbrauchs bei der Erzeugung von Äthylen.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, für die Äthylenerzeugung ein Kühlverfahren zu schaffen, das es ermöglicht, in der Aufarbeitungsstufe mit niedrigeren Temperaturen und niedrigeren Drücken zu arbeiten.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht ferner in der Schaffung einer Kältemaschine, die zum Erhöhen der Wirtschaftlichkeit der Äthylenerzeugung in einem Verfahren zum Erzeugen von Äthylen verwendet werden kann.

In einem Verfahren zur Erzeugung von Olefinen, in dem Kohlenwasserstoffe thermisch gekrackt werden,

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wobei Abwärme anfällt und Fluide gekühlt werden, werden diese Aufgaben gemäß der Erfindung gelöst, indem ein von einer Absorptionskältemaschine kommender, ammoniakreicher Strom mit Abwärme erwärmt wird, die in dem Verfahren zur Erzeugung von Olefinen anfällt, daß in der Absorptionskältemaschine aus dem erwärmten ammoniakreichen Strom Ammoniak-Kältemittel erzeugt wird, und daß dieses Kältemittel in dem Verfahren zur Erzeugung von Olefinen zum Kühlen von Fluiden verwendet wird.

Insbesondere wird in einem Verfahren zur Erzeugung von Äthylen auf niedriger Temperatur angefallene Abwärme, beispielsweise die ¥ärme von heißem Tiasser oder von Niederdruckdampf, in einer Absorptionskältemaschine zum Erzeugen von Ammoniak verwertet, das in dem Verfahren zur Erzeugung von Äthylen als Kältemittel zum Kühlen von Fluiden verwendet wird.

Im Rahmen der Erfindung kann die Abwärme verwertet werden, die von dem Abschreckwasser abgegeben wird, das in einem Direktkühler erwärmt worden ist, sowie die Abwärme von Dampfturbinen für den Antrieb von Verdichtern zum Verdichten von Gasströmen. Allgemein kann man im Rahmen der Erfindung das erzeugte Ammoniak an verschiedenen Stellen als Kältemittel zum Kühlen von Fluiden verwenden. Beispielsweise kann man Gas vor seinem Eintritt in Verdichter kühlen, in denen die Gase verdichtet werden.

Eine Weiterentwicklung der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von Äthylen, in dem durch Kracken eines Kohlenwasserstoffes ein Krackgas erzeugt und dieses in einer Abschreckstufe schnell abgekühlt und dann in eine Vorfraktionier- und Kühlstufe einge-

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leitet wird., in der das Gas weiter abgekühlt wird und schwere Kohlenwasserstoffe abgetrennt werden, worauf das Krackgas in einer Verdichtungsstufe verdichtet und das verdichtete Krackgas in einer Aufbereitungsstufe aufbereitet wird, in der Kopfdampf anfällt und Äthylen aus dem Krackgas gewonnen wird. Erfindungsgemäß wird nun in der Vorfraktionier- und Kühlstufe und in der Verdichtungsstufe anfallende, auf niedriger Temperatur befindliche Abwärme zum Erzeugen von Ammoniak verwertet und dieses zum Abkühlen des Krackgases in der Verdichtungsstufe und des Kopfdampfes in der Aufbereitungsstufe verwendet, wobei

(a) ein ammoniakreicher Strom mit in der Vorfraktionier- und Kühlstufe und in der Verdichtungsstufe auf niedriger Temperatur angefallener Abwärme erhitzt,

(b) der erhitzte ammoniakreiche Strom in im wesentlichen reinen Ammoniakdampf und einen ammoniakarmen Strom getrennt,

(c) der im wesentlichen reine Ammoniakdampf zu Flüssigammoniak kondensiert,

(d) das Flüssigammoniak zum Erzeugen des von Ammoniak-Kältemittel durch eine Entspannungseinrichtung geführt,

(e) das Ammoniak-Kältemittel zum Kühlen des Krackgases in der Verdichtungsstufe und des Kopfdampfes in der Aufarbeitungsstufe vex-wendet,

(f) danach das Ammoniak-Kältemittel mit dem aramoniakarmen Strom zu einem ammoniakreichen Strom vereinigt und

(g) dieser ammoniakreiche Strom erneut dem Schritt (a) unterworfen wird.

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Im Rahmen der Erfindung kann das Ammoniak-Kältemittel ferner in der Aufarbeitungsstufe einer Kältemaschine zum Erzeugen von Kältemittel durch
Kondensieren von Propylendampf verwendet werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend an Hand der beigefügten Zeichnungen
erläutert. In diesen zeigt

Fig. 1 schematisch die verschiedenen Stufen einer Anlage zur Erzeugung von Äthylen und ihre
Zuordnung zu der mit Ammoniak arbeitenden
Absorptionskältemaschine,

Fig. 2 die Anordnung einiger Anlagenteile zur Darstellung von Strömungsbedingungen in der
Vorfraktionier- und Kühlzone gemäß Fig. 1,

Fig. 3 eine der Verdichtungs-Teilstufen

der Verdichtungsstufe gemäß Fig. 1 mit
Anlagenteilen und Strömungsbedingungen und

Fig.' k eine bevorzugte Anordnung von einigen Teilen der in der Aufarbeitungsstufe gemäß Fig. 1 angeordneten Propan-Propylen-Fraktionierkolonne mit in dieser herrschenden Strömungsbedingung.

Die in Fig. 1 gezeigte Folge von Stufen
einer Anlage zur Erzeugung von Äthylen umfaßt eine Krackstufe 2, eine Abschreckstufe 4, eine Vorfraktionier- und Kühlstufe 6, eine Verdichtungsstufe 8 und eine Aufarbeitungsstufe 10. Zum Kühlen von Fluiden in dieser Anlage dient eine mit Ammoniak arbeitende Absorptionskältemaschine 12. Über die Leitung 1*l· wird der Krack-

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stufe 2 ein Einsatzlcohlenwasserstoff zugeführt, der aus Äthan, Propan, Butan, Pentan, Naphtha, Gasöl oder einem Gemisch dieser Kohlenwasserstoffe bestehen, und zunächst in Form einer Flüssigkeit, eines Dampfes oder eines Flüssigkeits-Dampfgemisches vorliegen kann.

In der Krackstufe 2 wird der Einsatzkohlenwasserstoff einem nicht gezeigten Krackofen zugeführt und in diesem mit überhitztem Dampf, Strahlungswärme, Konvektionswärme oder einer Kombination dieser Mittel auf eine sehr hohe Temperatur erhitzt und dadurch in der gewünschten ¥eise gekrackt. Die Bedingungen für das Kracken der vorgenannten Kohlenwasserstoffe sind dem Fachmann bekannt.

Die die Krackstufe verlassenden Kohlenwasserstoffgase befinden sich auf einer hohen Temperatur und werden sofort gekühlt, damit die Pyrolysereaktion beendet und die Erzeugung eines Krackgases mit hohem Äthylengehalt gewährleistet wird. Zum Kühlen kann man die aus der Krackstufe 2 austretenden Gase über die Leitung 16 in die Abschreckstufe 4 einleiten.

Xn der Abschreckstufe 4 werden übliche Einrichtungen zum schnellen Kühlen von heißen Fluiden verwendet. Beispielsweise kann man in der Abschreckstufe 4 die Kühleinrichtung und das Kühlverfahren gemäß der US-PS 3 403 722 vom 1. Oktober 1968 anwenden.

Von der Abschreckstufe 4 werden die gewöhnlich auf eine Temperatur von etwa 538 - J6O C abgekühlten Kohlenwasserstoffgase über die Leitung 18 in einen in Fig. 2 gezeigten Fraktionierturm 20 eingeleitet, der zu der Vorfraktionier- und Kühlstufe 6 gehört und in dem die Kohlenwasserstoffgase weiter abgekühlt

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und derart vorfraktioniert werden, daß aus dem Krackgas eine Heizölfraktion abgetrennt wird. In der Fig. 2 ist gezeigt, daß die abgekühlten Wasserstoff gase über die Leitung 18 in einen üblichen Vörfraktionierturm 20 der Vorfraktionier- und Kühlstufe 6 eingeleitet werden. Diesem Fraktionierturm 20 ist ein Direktkühler 22 zugeordnet. Der Vorfraktionierturm 20 ist ein Niederdruck-Fraktionierturm üblicher Art zum Abtrennen einer Heizölfraktion von dem Krackgas.

Die abgetrennte Heizölfraktion mit einem Molekulargewicht von etwa 170 bis 200 wird über die Leitung 24 von dem Vörfraktionierturm 20 abgezogen und kann in geeigneter Weise verwendet werden.

Die H und C- bis C .^-Kohlenwasserstoff e enthaltenden Krackgase werden nach dem Abtrennen der Heizölfraktion in einen Direktkühler 22 eingeleitet und in diesem im Gegenstrom zu Kühlwasser geführt und dadurch weiter abgekühlt, wobei die schwereren Kohlenwasserstoffe kondensieren. Der Direktkühler 22 besitzt einen oberen Teil 23 und einen unteren Teil 25. Das Kühlwasser wird von dem Direktkühler 22 über die Leitung 26 bei einer Temperatur von etwa 82 - 99 C abgezogen und enthält schwerere Kohlenwasserstoffe, die als Rohbenzin verwendet werden können. Zum Abbrennen dieser Kohlenwasserstoffe leitet man dieses Kühlwasser in eine Trenntrommel 28 ein, von der die abgetrennten Kohlenwasserstoffe über eine Leitung 30 abgezogen werden, worauf sie in geeigneter ¥eise aufgearbeitet und verwendet werden können. Das von den Kohlenwasserstoffen befreite Kühlwasser wird bei etwa 82 - 99 C von derTrenntrommel 28 über die Leitung 32 abgezogen und auf etwa 68,3⁰C abgekühlt. Zu diesem Zweck wird d von der Trenntrommel abgezogene Kühlwasser in dem

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Wärmeaustauscher 34 einem indirekten Wärmeaustausch mit einem ammoniakreichen Strom 36 unterworfen, der von einer Absorptionskältemaschine 12 kommt und in dem Wärmeaustauscher 34 auf etwa 54 - 93°C erhitzt und dadurch, teilweise verdampft wird. Bs hat sich gezeigt, daß eine Temperatur von etwa 5h - 93°C im allgemeinen für die Erzeugung des Ammoniaks genügt, das als Kältemittel zum Kühlen der verschiedenen Fluide verwendet werden soll. In dieser Stufe wird auf niedriger Temperatur befindliche Abwärme zum Erzeugen von Ammoniak-Kältemittel durch Erhitzen eines ammoniakreichen Stroms verwendet. Zu diesem Zweck wird in den Wärmetauscher 3'+ über die Leitung 36 ein von der Absorptionskältemaschine 12 kommender, ammoniakreicher Strom eingeleitet, der in Wasser absorbiertes Ammoniak in einer Konzentration von etwa 70 Gew.Jb enthält und sich auf einer Temperatur von etwa 35 C befindet. Das erwärmte Kühlmittel tritt vorteilhafterweise mit einer Temperatur von etwa 82 - 99 & in den Wärmeaustauscher 3^ ein. Durch den indirekten Wärmeaustausch zwischen dem ammoniakreichen Strom und dem erwärmten Kühlwasser in dem Wärmetauscher 34 wird somit der ammoniakreiche Strom auf eine Temperatur von 5^ - 93°C erhitzt und dadurch teilweise verdampft und wird das erwärmte Kühlwasser vor seiner Rückführung zu dem Direktkühler 22 gekühlt.

Der auf etwa 5^- - 93 C erhitzte, ammoniakreiche Strom enthält Wasser und Ammoniakdampf und wird über die Leitung 38 von dem Wärmeaustauscher 34 abgezogen und über die Leitung 38 und die Leitung 127 in die Absorptionskältemaschine 12 zurückgeführt. Mit der Leitung 127 sind die Leitungen 38 und 76 an derselben Stelle verbunden.

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Vor dem Wiedereinloiten in den Direktkühler wird das Kühlwasser vorzugsweise weiter abgekühlt. Zu diesem Zifeck wird das von dem Wärmeaustauscher 3k über die Leitung kO mit etwa 6S⁰C abgezogene Kühlwasser in einen Wärmeaustauscher h2 eingeleitet und in diesem weiter auf etwa 5k - 57°C abgekühlt.

¥ie nachstehend ausführlich besprochen wird, kann man das in dem Wärmeaustauscher k2 erwärmte Wasser vorteilhafterweise in dem Aufkocher für die Propan-Propylen-Fraktionierkolonne verwenden, die zur Aufarbeitungsstufe 10 der Äthylenerzeugungsanlage gehört. Das von dem Wärmeaustauscher k-2. über die Leitung k-h mit etwa ^k - 57 C abgezogene Kühlwasser wird in den unteren Teil 25 des Direktkühlers 22 zurückgeführt. Ein Teil des Kühlwassers wird von der Leitung kk über die Leitung k6 zu dem Indirektwärmeaustauscher 48 abgezweigt und in diesem weiter auf etwa 38 C abgekühlt und dann über die Leitung k9 in den oberen Teil 23 des Direktkühlers 22 eingeleitet.

Es ist bekannt, daß man durch fraktionierte Hochdruckdestillation des von der Vorfraktionier- und Kühlstufe 6 abgezogenen, äthylenhaltigen Krackgases im wesentlichen reines Äthylen erhalten kann. Wie in den Figuren 1 und 3 dargestellt ist, wird das von der Vorfraktionier- und Kühlzone 6 unter Drücken von etwa 1,3 bar abgezogene Krackgas auf einen Druck von etwa jl.\. - 38 bar verdichtet und dadurch verflüssigt, damit in den Fraktioniertürmen der Aufarbeitungsstufe 10 das gewünschte Produkt erhalten werden kann. Das von dem Direktkühler 22 über die Leitung 5° abgezogene, nichtkondensierte Krackgas enthält Äthylen, Propylen, Äthan, Butan usw. und wird zu seiner Verdichtung der in Fig. 1 gezeigten Verdichtungsstufe 8 zugeführt und

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in dieser in mehreren Teilstufen auf den sehr hohen Druck verdichtet, der für die Destillation in der Aufarbeitungsstufe 10 erforderlich ist. Diese Verdichtung bewirkt ferner eine Kondensation zur Bildung zusätzlicher längerkettiger Kohlenwasserstoffe. Die Verdichtung erfolgt vorzugsweise in mindestens zwei und insbesondere in vier Teilstufen.

Durch, die Verdichtung wird auch die Temperatur des Krackgases erhöht. Bisher wurden diese Krackgase mit Kühlwasser auf etwa 35 - 41°C abgekühlt. Erfindungsgemäß wird nun Abwärme, die in der Verdichtungsstufe auf niedriger Temperatur anfällt, in der Absorptionskältemaschine 12 zum Erzeugen von Ammoniak verwertet, das zum Kühlen der Krackgase zwischen den einzelnen Verdichtungs—Teilstufen herangezogen wird. Dadurch, kann man vorteilhafter die Temperatur der Krackgase viel stärker abkühlen, und zwar auf 27 — 29 C, so daß in der Verdichtungsstufe 8 nur eine geringere Verdichtung erforderlich ist und daher kleinere Verdichter genügen und vor dem Eintritt der Krackgase in die Aufarbeitungsstufe 10 beträchtlich größere Mengen der schwereren Kohlenwasserstoffe abgetrennt werden können. Man kann auch für die fraktionierte Destillation der Krackgase in der Aufarbeitungsstufe 10 eine viel kleinere Einrichtung verwenden als in Anlagen, in denen in der Verdichtungsstufe 8 Kühlwasser als Kühlmittel verwendet wird. Es wurde schon erwähnt, daß in jeder Verdichtungs-Teilstufe das Krackgas auf einen höheren Druck verdichtet wird. So wird das Krackgas in dem Verdichter der ersten Teilstufe von etwa 1,32 auf 3i1 bar in dem Verdichter der zweiten Teilstufe von etwa 2,7 auf 7,2 bar, in dem Verdichter der dritten Teilstufe von etwa 7 auf 17 bar und in dem Verdichter der vierten Teilstufe auf den gewünschten Einddruck von etwa 37 bar oder mehr verdichtet,

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In Fig. 3 ist eine einstufige Verdichtungsanordnung gezeigt. Diese Darstellung dient jedoch nur zur Erläuterung. In der Praxis verwendet man in der Verdichtungsstufe mindestens zwei und vorzugsweise vier derartige Anordnungen als Verdichtungs-Teilstufen*

Gemäß Fig. 3 ist in der Verdichtungsstufe 8 ein Wärmeaustauscher 52 angeordnet, der von der Vorfraktionier- und Kühlstufe 6 über die Leitung 50 mit Krackgäs gespeist wird. Dieses wird in dem Wärmeaustauscher 52 mit Kühlwasser auf etwa 35 C abgekühlt und dann über die Leitung 5k von dem Wärmeaustauscher 52 abgezogen und in den Wärmeaustauscher 56 eingeleitet, in dem das Krackgas durch indirekten Wärmeaustausch auf etwa 27 — 29°C abgekühlt wird. Zu diesem Zweck wird ein Ammoniak-Kältemittel verwendet, das in der nachstehend ausführlich beschriebenen Weise in der Absorptionskältemaschine 12 erzeugt worden ist. Der Wärmeaustauscher 56ist von üblicher Art und kann ein bekannter Rohrbündel-Wärmeaustauscher sein, in den das Ammoniak-Kältemittel über die Leitung 58 bei etwa 21 C und etwa 9 bar eintritt und in dem das Krackgas auf die gewünschte Temperatur von etwa 27 "- 29 C abgekühlt wird« Das Ammoniak-Kältemittel wird von dem Wärmeaustauscher 56 über die Leitung 6O mit einer Temperatur von etwa 21 °C abgezogen, bei der es dampfförmig ist, und wird zu der nachstehend beschriebenen Absorptionskältemaschine 12 zurückgeführte

Das gekühlte Krackgas wird über die Leitung 62 bei etwa 27 - 29 °C und etwa 1,3 bar von dem Wärmeaustauscher 56 abgezogen und einem Verdichter 6k zugeführt, der die erste Verdichtungs-Teilstufe bildet. Der Verdichter 6k ist ein üblicher Verdichter, beispielsweise ein Kreiselverdichter, und wird von einer Dampfturbine

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66 angetrieben, die über die Leitung 68 mit Hochdruckdampf von etwa 480 °C und etwa 97 bar beaufschlagt wird. In der üblichen Arbeitsweise befand sich der Abdampf der Turbine auf einer möglichst niedrigen Temperatur und auf einem möglichst niedrigen Druck, da sich die in diesem Abdampf enthaltende Wärme auf einer so niedrigen Temperatur befindet, daß eine wirtschaftliche Verwertung dieser ¥ärme nicht für möglich gehalten wurde. Erfindungsgemäß wird die an dieser Stelle bei niedriger Temperatur anfallende Abwärme dagegen für die Erzeugung von Ammoniak verwertet, das in dem Verfahren zum Erzeugen von Äthylen als Kältemittel zum Kühlen von Fluiden verwendet wird.

Der aus der Turbine 66 mit einem Druck von etwa 0,3^ bar und einer Temperatur von etwa 71 C austretende Dampf wird über die Leitung 70 einem Wärmeaustausch mit einem ammoniakreichen Strom unterworfen, der über die Leitung ⁷Jk in den Wärmeaustauscher 72 eintritt. Die dem ammoniakreichen Strom durch diesen indirekten Wärmeaustausch zugeführte Wärme genügt zur Erzeugung von im wesentlichen reinem Ammoniak in der Absorptionskältemaschine 12. Der ammoniakreiche Strom tritt in den Wärmeaustauscher 72 über die Leitung ¹Jk bei einer Temperatur von etwa 35 C ein, bei der der ammoniakreiche Strom teilweise dampfförmig ist«

Der von dem Wärmeaustauscher 72 über die Leitung 76 bei einer Temperatur von etwa 5^-57 C abgezogene, ammoniakreiche Strom, der Wasser und Ammoniakdampf enthält, wird zu der Absorptionskältemaschine 12 über die Leitung f6 zurückgeführt, die gemäß Figur 1 mit der Leitung 38 vereinigt ist, die von der Vorfraktionier- und Kühlstufe 6 kommt»

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Der in dem Wärmeaustauscher 72 als Heizmittel verwendete Dampf wird über die Leitung 75 abgezogen.

Das Krackgas wird von dem Verdichter 6k über die Leitung 78 bei etwa 3,1 - 3,k bar und etwa 82 93 C abgezogen und in Wärmeaustauscher 80 und 8k eingeleitet, in denen die durch die Verdichtung erzeugte Wärme abgeführt wird. In dem Wärmeaustauscher 80 wird das über die Leitung 78 zugeführte Krackgas einer ersten indirekten Kühlung mit Wasser als Kühlmittel unterworfen. Das Kraclcgas wird von dem Wärmeaustauscher 80 über die Leitung 82 bei etwa 35 - ^-1 °C abgezogen und dann in dem zweiten Wärmeaustauscher 8k zur Abkühlung auf etwa 27-29 C einem indirekten Wärmeaustausch mit Ammoniak-Kältemittel unterworfen, das von der Absorptionskältemaschine 12 zugeführt wird. Dieses Ammoniak-Kältemittel tritt in den zweiten Wärmeaustauscher 8k über die Leitung 86 bei etwa 21 C und etwa 9»0 bar ein. Verdampftes Ammoniak-Kältemittel wird von dem Wärmeaustauscher Sk über die Leitung 88 gewöhnlich bei einer Temperatur über 21 C und einem Druck von etwa 9»0 bar abgezogen und zu der Absorptionskältemaschine 12 surückgeführt.

Das über die Leitung 90 von dem Wärmeaustauscher 8^ abgezogene, gekühlte Kraclcgas wird in eine Trenntrommel 92 eingeleitet, in der sich die bei der Verdichtung und Abkühlung durch Kondensation gebildeten, schwereren Kohlenwasserstoffe am Boden absetzen und dadurch von dein Kraclcgas abgetrennt werden. Vom Boden der Trenntrommel 92 werden die schwereren Kohlenwasserstoffe über die Leitung $k kontinuierlich abgezogen und können dann in das Verfahren zur Erzeugung von Äthylen zurückgeführt oder aufgearbeitet werden. Der sich im oberen Teil der Trenntrommel 92 sammelnde, das Kraclcgas ent-

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haltende Dampf wird über die Leitung 96 abgezogen und in die zweite Verdichtungs-Teilstufe der Verdicherungsstufe eingeleitet.

Die vorstehend ausführlich beschriebenen Vorgänge in einer Verdichtungs-Teilstufe -werden auch in jeder anderen Versicherungs-Teilstufe der vorzugsweise aus vier Teilstufen bestehenden Verdichtungsstufe 8 durchgeführt, in der schließlich ein Krackgas unter einem Druck von etwa 3k - 38 bar erhalten wird« Die Drücke, auf denen das Gas in den einzelnen Verdichtungs-Teilstufen verdichtet wird, wurden vorstehend angegeben. Es wird ferner in jeder Verdichtungs-Teilstufe ¥ärme erzeugt und in der für die erste Verdichtungs-Teilstufe beschriebenen Weise durch Kühlung abgeführt.

Das in der letzten Verdichtungs-Teilstufe auf den gewünschten Druck von etwa 3^ ~ 38 bar verdichtete Krackgas wird dann gemäß Fig. 1 und 4 über die Leitung der Aufarbeitungsstufe 10 zugeführt.

In der Aufarbeitungsstufe 10 werden Äthylen, Wasserstoff, Methan, Propan, Propylen, sowie die C.-Kohlenwasserstoffe, wie Butylen, usw. im allgemeinen mit Hilfe der für diese Zwecke üblichen Einrichtungen und Verfahren gewonnen.

Zu der Aufarbeitungsstufe gehört eine

Demethanierungs-Teilstufe, in der die Äthylenfraktion des Krackgases durch übliche Fraktionierverfahren von Methan und Wasserstoff in einem dem Fachmann bekannten Verfahren getrennt wird. Beispielsweise kann man im Rahmen der Erfindung in der Demethanierungs-Teilstufe nach dem Verfahren der US-PS 3 kkk 696 vom 2o. Mai 1969 arbeiten«,

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Nachdem in der Demethanierungs-Teilstufe der Wasserstoff und das Methan von dem äthylenhaltigen Strom abgetrennt worden sind, muß das Äthylen von den übrigen Kohlenwasserstoffen abgetrennt werden, was in üblicher Weise in einer Reihe von Hochdruck-Fraktioniertürmen geschieht. In jedem dieser Türme werden Bestandteile des äthylenhaltigen Stroms, beispielsweise das Äthan, Propan usw., abgetrennt, bis schließlich im wesentlichen reines Äthylen erhalten wird.

Gemäß Fig. 1 wird das erzeugte Äthylen von der Aufarbeitungsstufe 10 über die Leitung 98 abgezogen. Die übrigen Kohlenwasserstoffe, d, h. das Butan, Butylen, Äthan usw., sind wertvolle Nebenprodukte der Äthylenerzeugung und werden von der Aufarbeitungsstufe über die Leitung 100 abgezogen.

Eine beträchtliche Fraktion der im Zuge der Gewinnung des Äthylens in der Aufarbeitungsstufe 10 abgetrennten Kohlenwasserstoffe sind die C -Kohlenwasserstoffe, zu denen das Propan und das Propylen gehören. Da jeder dieser Kohlenwasserstoffe, insbesondere das Propylen, von wirtschaftlicher Bedeutung ist, wird diese Fraktion zweckmäßig in ihre beiden Hauptbestandteile aufgearbeitet.

Daher wird gemäß Fig. k in der Aufarbeitungsstufe 10 die das Propan und das Propylen enthaltende Fraktion über die Leitung 102 einer üblichen Fraktionierkolonne 104 zugeführt und in dieser nach einem üblichen Fraktionierverfahren bei einer solchen Temperatur und einem solchen Druck behandelt, daß das Propan von dem Propylen getrennt wird. Das Propan fällt als Hauptbestandteil der Rackstandsfraktxon an, die von der Fraktionierkolonne \0k über die Leitung 106 bei etwa 35 C abgezogen

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wird. Der vorwiegend aus Propylen bestehende Kopfdampf wird von der Fraktionierkolonne 104 über die Leitung 1Ο8 bei etwa 2h - 29 °C und etwa 11*7 - 13,1 bar abgezogen und in dem aus einem üblichen Wärmeaustauscher bestehenden Kondensator 110 einem indirekten Färmeaustausch mit von der Absorptionskältemaschine 12 kommendem Ammoniak-Kältemittel unterworfen und dadurch kondensiert« Das Ammoniak-Kältemittel wird dem Kondensator 110 von der Absorptionskältemaschine 12 über die Leitung 112 bei etwa 21 C und etwa 9,0 bar zugeführt und von dem Kondensator 110 über die Leitung 114 als Dampf bei etwa 21 C und etwa 9»0 bar abgezogen und zu der Absorptionskältemaschine 12 zurückgeführt.

Das kondensierte Propylen wird von dem Kondensator 110 bei etwa Z6 C über die Leitung 116 abgezogen. Ein Teil des über die Leitung 116 abgezogenen Propylens wird über die Leitung 118 aus der Anlage abgeführt. Ein weiterer Teil wird über die Leitung 120 als Rückfluß wieder der Fraktionierkolonne 10^ zugeführt.

Der zur Trennung von Propan und Propylen in der Fraktionierkolonne 10k erforderliche Druck ist von der Betriebstemperatur des Kopfdampfkondensators 110 abhängig. Da die Kühlung mittels des Ammoniak-Kältemittels einen Betrieb des Kopfdampfkondensators 110 bei relativ niedriger Temperatur ermöglicht, kann man in der Fraktionierkolonne 10^ bei niedrigeren Drücken arbeiten und kommt man mit einer kleineren Fraktionierkolonne 10^ aus. ¥enn Ammoniak-Kältemittel von 21 °C zur Verfügung steht, kann man in der Fraktionierkolonne 104 bei 11,7 - 13,1 bar und etwa 26 - 29 °C arbeiten.

Es wurde schon erwähnt, daß Wärme zum Heizen des Aufkochers für die Fraktionierkolonne lOk dem Kühl-

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wasser entnommen wird, das nach dem Verlassen des Direktkühlers 22 zunächst gemäß Pig. 2 durch den Wärmeaustauscher 34 geführt worden ist. Infolgedessen wird von der Fraktionierkolonne 104 über die Leitung 122 ein flüssiges Propan-Propylen-Gemisch von etwa 35 °C abgezogen und in den Wärmeaustauscher 42 eingeleitet, der als Aufkocher für die Fraktionierkolonne 104 dient. Das in Propan-Propylen-Gemisch wird in dem als Aufkocher bzw. Wärmeaustauscher 42 im wesentlichen verdampft und dann über die Leitung 124 wieder in die Fraktionierkolonne 104 eingeleitet.

Die im Rahmen der Erfindung verwendete Absorptionskältemaschine 12 ist von üblicher Art. Sie besitzt einen Austreibeturm 126, einen Kondensator 13Oj einen Vorratsbehälter 13'+, eine Entspannungseinrichtung 142 und Absorber 148, 150 und 152. Man erkennt in Fig. 1, daß in dem Austreibeturm 126 der Absorptionskältemaschine aus einem ammoniakreichen Strom im wesentlichen reines Ammoniak gewonnen wird. Die ammoniakreichen Ströme, die in den Wärmeaustauschern 34 (Fig. Z) und 72 (Fig. 3) sowie den vorstehend beschriebenen, aber nicht dargestellten Wärmeaustauschern der anderen Verdichtungs-Teilstufen zum Kühlen von verschiedenen Fluiden verwendet und dabei auf eine Temperatur von etwa 54-93 C erwärmt und daher teilweise verdampft worden sind, werden von den Wärmeaustauschern 34 und 72 über die Leitungen 38 bzw. 76 abgezogen und nach Vereinigung in der Leitung 127 in den unteren Teil des Austreibeturm 126 eingeleitet. Die für die Destillation in dem Austreibeturm 126 erforderliche Wärme wird daher als Wärmeinhalt der ammoniakreichen Ströme zugeführt, mit denen der Austreibeturm 126 über die Leitungen -38 und 76 gespeist wird. In Abhängigkeit von der Temperatur des Kühlwassers, das für den Kopfdampfkondensator I30 zur Verfügung steht, wird der Betriebsdruck in dem

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Austreibeturm 126 so gewählt, daß im wesentlichen reines Ammoniak kondensiert. Beispielsweise wird bei einer Kühlwassereintrittstemperatur von etwa 27 °C der Austreibeturm 126 unter einem Druck von etwa 14 bar betrieben.

Die in dem Austreibeturm 126 ausgetriebenen, im wesentlichen reinen Ammoniakdämpfe werden von dem Austreibeturm 126 über die Leitung als Kopfdampf bei etwa 35 °C und etwa 13,8 bar abgezogen und in dem Kondensator I30 durch indirekten Wärmeaustausch mit Kühlwasser kondensiert. Das kondensierte Ammoniak wird von dem Kondensator I3O über die Leitung 132 bei etwa 35 C und etwa 13»8 bar abgezogen und über die Leitung 132 in den Vorratsbehälter 13^ eingeleitet. Ein Teil des kondensierten Ammoniaks wird von der Leitung 132 über die Leitung 138 abgezweigt und als Rückfluß in den oberen Teil des Austreibeturm 126 eingeleitet.

In dem Vorratsbehälter 13^ wird das Ammoniak bei etwa 35 °C und etwa 13f8 bar gelagert. Vor der Zuführung des Ammoniaks zu den verschiedenen Kühleinrichtungen, d. h. den Wärmeaustauschern 56 und 84 und dem Kondensator 110, muß durch Entspannen des Ammoniaks dessen Temperatur auf etwa 21 C herabgesetzt werden. In Fig. 1 ist zwar nur eine einzige Entspannungseinrichtung 142 gezeigt, doch können auch mehrere Entspannungseinrichtungen verwendet werden, die in der Nähe je einer zu beschickenden Kühleinrichtung angeordnet sind.

Flüssigammoniak wird von dem Vorratsbehälter

134 über die Leitung 14O bei etwa 35 °C etwa 13,8 bar abgezogen und durch ein Entspannungsventil 1^2 geführt, das eine Entspannung auf etwa 9»O bar bewirkt, so daß Flüssigammonialc von etwa 21 °C erhalten wird. Das Ammoniak-Kältemittel wird von dem Entspannungsventil 142 über die

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Leitung 144 abgezogen und über die Leitungen 58, 86, 112 den ¥ärraeaustausehern 56 und 84 und dem Kondensator 110 zugeführt. Nachdem das Ammoniak in diesen Wärmeaustauschern und diesem Kondensator in der vorstehend erläuterten Weise zum Kühlen verwendet worden ist, wird es von den Wärmeaustauschern 56 und 84 und dem Kondensator 110 über die Leitungen 60, 88 bzw. 114 in Dampfform bei etwa 21 C und etwa 9,0 bar abgezogen. Diese Ammoniakdämpfe werden in der Leitung 146 vereinigt und von dieser über die Leitungen 154, 156 und 158 den Absorbern 148, I50 bzw. 152 zugeführt.

In dem Austreibeturm 126 wird im wesentlichen reiner Ammoniakdampf von dem ammoniakreichen Strom getrennt, so daß ein ammoniakarmer Strom anfällt, der etwa 66 Gew.°/o Ammoniak enthält und von dem Abtreibeturm 126 über die Leitung 160 abgezogen und bei etwa 54 C in den ersten der drei Absorber 148, I50 und 152 eingeleitet wird. Xn diesen Absorbern wird der ammoniakarme Strom mit Ammoniak auf eine Endkonzentration von etwa 70 Gew.fo Ammoniak angereichert und zu diesem Zweck mit im wesentlichen reinem Ammoniakdampf in Berührung gebracht, der über die Leitungen 154, I56 und 158 in die Absorber eintritt. Diese sind mit nicht gezeigten Kühleinrichtungen zum Abführen der durch die Absorption erzeugten Wärme versehen. Die ammoniakarme Lösung tritt über die Leitung TOO in den Absorber 148 ein und wird von ihm über die Leitung 162 bei etwa 38 C und einer Konzentration von etwa 67 Gew.% Ammoniak abgezogen und dem Absorber I50 zugeführt. Diese Behandlung wird wiederholt, bis schließlich ein ammoniakreicher Strom mit einer Konzentration von etwa 70 Gew.^ Ammoniak und einer Temperatur von etwa 35 °C erhalten wird.

Der auf diese Weise erhaltene ammoniakreiche Strom wird von dem Absorber 152 über die Leitung 164

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Sb

abgezogen und über die Leitungen 36 und Jk dem Wärmeaustauscher 3*l· (Fig. 2) in der Vorfraktionier- und Kühlstufe bzw. dem Wärmeaustauscher 72 (Fig. 3) in der Verdichtungsstufe zugeführt und in diesen Wärmeaustauschern durch Aufnahme von auf niedriger Temperatur befindlicher Abwärme in der vorstehend beschriebenen Weise erwärmt.

Die Erfindung schafft somit ein System, in dem auf niedriger Temperatur vorhandene Abwärme zum Erzeugen von Ammoniak verwertet wird, das seinerseits vorteilhafterweise bei der Erzeugung von Äthylen als Kältemittel zum Kühlen von Pluiden und Anlagenteilen verwendet wird. Natürlich kann die Erfindung im Rahmen der Erzeugung von Olefinen auch für andere als die hier beschriebenen Zwecke angewendet werden. Beispielsweise kann man in der Äthylenerzeugung eine Kältemaschine verwenden, die mit Propylen arbeitet, das in der Aufarbeitungsstufe als Kühlmittel zum Kondensieren von vorwiegend aus" Äthylen bestehendem Kopfdampf in einem Kondensator verwendet wird, der einer Äthylen-Fraktionierkolonne zugeordnet ist. Dabei ist die Verwendung von Propylen als Kühlmittel vorteilhaft, weil das zur Verfügung stehende Kühlwasser zum Kondensieren des äthylenhaltigen Kopfdampfes nicht genügend kalt ist.

Es ist bekannt, in einer mit Propylen arbeitenden Kältemaschine Verdichter und Turbinen, die den in der Verdichtungsstufe 8 verwendeten ähneln, zum Verdichten von Propylengas auf den gewünschten Betriebsdruck zu verwenden. Bei dieser Verdichtung fällt auf niedriger Temperatur befindliche Abwärme an, die ebenfalls in der mit Ammoniak arbeitenden Absorptionskältemaschine 12 zum Abtreiben des Kältemittels verwendet werden kann. Man kann das in der Absorptionskältemaschine abgetriebene

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-se-

Ammoniak auch als Kühlmittel in Wärmetauschern verwenden, die in der mit Propylen arbeitenden Kältemaschine zum Kondensieren des Propylens dienen.

Xn den nachstehenden Tabellen sind für ein Ausführungsbeispiel die Drücke, Temperaturen und Strömungsmengen der verschiedenen Fluide und die Betriebsbedingungen der verschiedenen Anlagenteile angegeben. In diesem Ausführungsbeispiel wurden 49,9 t/h Äthylen erzeugt und 279,2 t/h Ammoniak über die Kopfleitung 14O des Arnmoniak-Abtreibeturms umgewälzt und in dem Verfahren verwendet.

Verdichter

64 64 64 64

1.St. 2.St. 3.St. 4.St.

Leistung, kW	°C	5710	5610	35-26	5770	6150
Krackgas	°C
Menge, t/h	6,76	6,4	6,62	7,17
Eintritts temperatur, druck, bar	28 1,32	28 2,93	28 6,94	28 14,98
Austritts temperatur, druck, bar	86 3,28	88 7,30	90 17,24	94 37,16
	Propan-Propylen-Fraktionierkolonne 1O4
	Temperatur, C

Druck, bar 11,73

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2005103

Kondensatoren

110

130

Wärmeaustauschleistung, MMkj/h

128

325

Ammoniak-Kältemittel	809832/0930	115	285	13,8
Menge, t/h
Eintritts-	21	35
tempgratur, C	8,97	14,00
druck, bar
Austritts	21	35
temperatur , C	8,93	13,8
druck, bar
Kopfdampf	377
Menge, t/h.
Eintritts-	27
temperatur, C	12,00
druck, bar
Austritts-	26
t emp eratür _t C	11,73
druck, bar
Austreibeturm 126	56 - 35
Temperatur, C	14,15 -
Druck, bar
Vorratsbehälter 134	35
Temperatur, C	13,8
Druck, bar
Entspannunpsventil 143
Ammoniak	279
Menge, t/h
Eintritts-	35
tonperatur, ⁰C	13,8
druck, bar
Austritts	21
temperatur, C	8,97
druck, bar

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-Zk—

Absorber

148

150

2605103

152

Ammonxakdampf	°C	93	93	93
Menge, t/h	bar	21	21	21
Eintrittstemp.,		8,97	8,97	8,97
Eint r i 11 s drück,

ammoniakarmer Strom Menge, t/h 2090

Ammoniak-Konz entrat ion,

Gev,^c/> 66

Austrittstemp., C 40 Austrittsdruck, bar 9,07 217O

227O

67	68
38	37
9,04	9,00

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Wärmeaustauschleistung bei Vollast, MMkj/h

¥ärmeaus taus eher

42

128

52

16,4

Ammoniakrexclie Lösung Menge, t/h

Eintrxttst emp er at ur, C druck, bar

Austritts— temperatur, C druck, bar

Ammoniak-Kältemittel

temperatur,

Eintrittstemper druck, bar

Austrittstemperatur, C druck, bar

Abschreckwasser Menge, t/h

Eintrittstemperatur, C druck, bar

Austrittstemperatur, C druck, bar

Kühlwasser Menge, t/h Eintrittstemp., C Austrittstemp., C

,28

-15

2440

67 57
1,38 1,3 1,27

57 38
1,31 1,24 1,17

308

27 38

14,8

35 8,97

35 8,94

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Wärmeaustauscher

72¹' 80 80 80 80 84 84

1.St. 2.St. 3.St. 4.St. 1.St. 2.St. 3.St.

Wärmeaustauschleistung bei Vollast, MMkj/h 219 24,2 22,5 24,9 39,6 5,3 4,4 3,5

Ammoniakreiche Lösung

Menge, t/h 4,8 4,0 3,1

Eintrittstemperatur, C druck, bar 14,28

Austrittstemperatur, C "druck, bar 14,15

Ammoniak-Kältemittel Eintrittstemperatur, °C 21 21

druck, bar 8,97 8,97 8,97

Austritts-

temperatur, C 21 21

druck, bar 8,93 8,93 8,93

2)

Dampf ^;

Eintrittstemperatur, C druck, bar 0,32

Austrittstemperatur, C druck, bar 0,31

Kühlwas ser

Menge, t/h 26O 240 270

Eintrittstempex-atur, C ' '

Austrittstemperatur, C 49 49 49

1) Eine Turbine treibt alle vier Teilstufen

2) Abwärme auf niedriger Temperatur

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In dem vorstehend beschriebenen, bevorzugten Ausführungsbeispiel -wird m±t einem Amffloniak-Verdampfungsdruck von 9,27 bar gearbeitet, der einer Temperatur des durch die verschiedenen Wärmeaustauscher tretenden Ammoniaks von etwa 21 °C entspricht. Man kann im Rahmen des vorstehend beschriebenen VerfahrensSchemas aber auch kälteres Ammoniak-Kältemittel erhalten. Beispielsweise kann in dem vorstehend beschriebenen Verfahrensschema das in der Leitung 14O strömende Ammoniak-Kältemittel in dem Ventil 1k2 auf einen Druck von nur etwa 6,9 bar entspannt werden, so daß das über die Leitung Ikk den verschiedenen Wärmeaustauschern als Kältemittel zugeführte Ammoniak eine Temperatur von etwa 13 C hat.

Wenn in dem Verfahren gemäß der Erfindung Ammoniak als Kältemittel von etwa 13 C erhalten wird, hat auch das über die Leitung 112 dem Kondensator 110 zugeführte Ammoniak—Kältemittel eine Temperatur von etwa 13 C, so daß die. Propan-Propylen-Fraktionierkolonne 10k unter einem Druck von nur etwa 9»7 bar betrieben werden kann. Bei diesem Druck befindet sich der propylenreiche Kopfdampf, der von der Fraktionierkolonne 104 über die Leitung 108 dem Kondensator 110 zugeführt wird, auf einer Temperatur von etwa 17 C₀ Ein niedriger Betriebsdruck in der Propan-Propylen-Praktionierkolonne 104 ist erwünschtι weil dann das Propylen und Propan leichter voreinander getrennt werden können. Wenn man im Rahmen der Erfindung Ammoniak-Kältemittel von 13-21 C verwendet, kann man in der Fraktionierkolonne 104 mit einem niedrigeren Druck arbeiten, so daß die Trennung zwischen dem Propylen und dem Propan leichter voneinander getrennt werden können und man in der Kolonne 1Ok mit weniger Fraktionierböden auskommt«

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Es versteht sich ferner, daß mit einem Ammoniak-Kältemittel bei einer Temperatur unter 21 °C, beispielsweise zwischen 13 und 21 °C das durch die Wärmeaustauscher 56 und die Wärmeaustauscher 8k der ersten, zweiten und dritten Verdichtungs-Teilstufe tretende Krackgas auf Temperaturen unter 27 - 29 ⁰C abgekühlt werden kann« Mit einem Ammoniak-Kältemittel von 13⁰C kann das durch die Wärmeaustauscher 56 und 8k tretende Krackgas ohne weiteres auf etwa 18 ⁰C abgekühlt werden. Die niedrigere Temperatur des in die Verdichtungs-Teils tuf en I bis IV eintretenden Krackgases setzt den Leistungsbedarf für die Verdichtung in jeder Teilstufe herab«

Vorstehend wurde eine Ausführungsform mit einem einzigen Austreibeturm und hintereinandergeschalteten Absorbern beschrieben. Man kann aber natürlich auch mehrere parallelgeschaltete und von je einer eigenen Wärmequelle geheizten Abtreibetürme und mehrere zusätzliche, parallelgeschaltete Absorber verwenden.

Die Erfindung ist auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel nicht eingeschränkt, sondern es sind im Rahmen der Erfindung in der Erzeugung von Olefin zahlreiche Abänderungen möglich.

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^e er s ei\e

Claims

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Patentansprüche:

(1V Verfahren zur Erzeugung- von Olefinen, in dem Kohlenwasserstoffe thermisch gekrackt werden, wobei Abwärme anfällt und strömende Fluide gekühlt werden, dadurch gekennzeichnet, daß ein von einer Absorptionskältemaschine kommender, ammoniakreicher Strom mit Abwärme erwärmt wird, die in dem Verfahren zur Erzeugung von Olefinen anfällt, daß in dor Absorptionskältemaschine aus dem erwärmten ammoniakreichen Strom Ammoniak-Kältemittel erzeugt wird und daß dieses Kältemittel in dem Verfahren zur Erzeugung von Olefinen zum Kühlen von Fluiden verwendet wird.

(2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ammoniakreiche Lösung mit Abwärme erwärmt wird, die in dem aus: einem Direktkühler austretenden Abschreckwasser enthalten ist.

(3) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ammoniakreiche Lösung mit Abwärme von Dampfturbinen erwärmt wird, die Verdichter zum Verdichten von in dem Verfahren zur Erzeugung von Olefinen anfallenden Gasen antreiben.

(k) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ammoniak-Kältemittel zum Kühlen von Gasen verwendet wird, bevor diese zu ihrer Verdichtung in Verdichter eingeleitet werden,

(5) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ammoniak-Kältemittel zum Kühlen von Kopfdampf aus einer Propan-Propylen-Fraktionierkolonne verwendet wird.

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'SL

(6) Verfahren zur Erzeugung von Äthylen, in dem durch. Kracken eines Kohlenwasserstoffes ein Krackgas erzeugt und dieses in einer Absehreckstufe schnell abgekühlt und dann in eine Vorfralttionier- und Kühlstufe eingeleitet wird, in der das Gas veiter abgekühlt wird und schwere Kohlenwasserstoffe abgetrennt werden, worauf das Krackgas in einer Verdichtungsstufe verdichtet und das verdichtete Krackgas in einer Aufbereitungsstufe aufbereitet wird, in der Kopfdampf anfällt und Äthylen aus dem Krackgas gewonnen wird, dadurch gekennzeichnet, daß in der Vorfraktionier- und Kühlstufe und in der Verdichtungsstufe anfallende, auf niedriger Temperatur befindliche Abwärme zum Erzeugen von Ammoniak verxvertet und dieses zum Abkühlen des Krackgases in der Verdichtungsstufe und des Kopfdampfes in der Aufbereitungsstufe verwendet wird, wobei

(a) ein ammoniakreicher Strom mit in der Vorfralctionier- und Eühlstufe und in der Verdichtungsstufe auf niedriger Temperatur angefallener Abwärme erhitzt,

(b) der erhitzte ammoniakreiche Strom in im wesentlichen reinen Ammoniakdampf und einen ammoniakarmen Strom getrennt,

(c) der im wesentlichen reine Ammoniakdampf zu Flüssigammoniak kondensiert,

(d) das Flüssigammoniak zum Erzeugen des von Ammoniak-Kältemittel durch eine Entspannungseinrichtung geführt,

(e) das Ammoniak-Kältemittel zum Kühlen des Krackgases in der Verdichtungsstufe und des Kopfdampfes in der Aufarbeitungsstufe verwendet,

(f) danach das Ammoniak-Kältemittel mit dem ammonialcarmen Strom zu einem ammoniakreichen

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Strom vereinigt und

(g) dieser ammoniakreiche Strom erneut dem Schritt (a) unterworfen wird.

(?) Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in dein Schritt (a) der ammoniakreiehe Strom mit in der Aufarbeitungsstufe angefallener, auf niedriger Temperatur befindlicher Abwärme erwärmt wird.

(8) Verfahren nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die auf niedriger Temperatur befindliche Abwärme in der Aufarbeitungszone in einer mit Propylen arbeitenden Kältemaschine anfällt.

(9) Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, da£3 der ammoniaicrciche Strom in dem Schritt (a) auf eine Temperatur von etwa 5^-93 C erwärmt wird.

(ίο) Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Schritt (d) Ammoniak-Kältemittel von etwa 13-21 C erzeugt wird.

(11) Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Schritt (d) erzeugtes Ammoniak-Kältemittel in der mit Propylen arbeitenden Kältemaschine als Kühlmittel verwendet wird.

(12) Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Schritt (a) der ammoniakreiehe Strom bei einer Temperatur von etwa 35 C in die Vorfraktionier- und Kühlstufe und in die Verdichtungssone eingeleitet wird.

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-.-.--103 H

(i3) Verfahren nach. Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Schritt (d) das Flüssigammoniak in die Entspannungseinrichtung mit einem Druck von etwa 13»8 bar eintritt und aus der die Entspannungseinrichtung mit einem Druck von etwa 6,9 - 9,0 bar austritt.

(1^) Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Ammoniak-Kältemittel in d m Schritt (e) das Krackgas in der Verdichtungsstufe auf etwa 18 - 29 °C abkühlt.

(15) Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Ammoniak—Kältemittel in dem Schritt (e) den Kopfdampf in der Aufbereitungsstufe auf etwa 17 - 29 ⁰C abkühlt.

(16) Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration der ammoniakreichen Lösung in dem Schritt (f) etwa fO Gew.?6 Ammoniak beträgt.

(17) Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein in dem Schritt (a) die ammoniakreiche Lösung mit Abschreckwasser erwärmt wird, das von einem Direktkühler der Vorfraktionier- und Kühlstufe kommt.

(18) Verfahren nach Anspruch 17» dadurch gekennzeichnet, daß einer Propan-Propylen-Fraktionierkolonne der Aufbereitungsstufe Aufkocherwärme durch das von dem Direktkühler kommende Abschreckwasser zugeführt wird.

(19) Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die ammoniakreiche Lösung in dem Schritt (a) mit Abdampf von Dampfturbinen der Verdichtungsstufe erwärmt wird.

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ST

(20) Verfahren nach Anspruch 19» dadurch gekennzeichnet, daß der Abdampf* der Dampfturbinen unter einem Druck von etwa 0,3^ bar steht.

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