DE69000163T2 - Verfahren zur gewinnung von fluessigen kohlenwasserstoffen und einrichtung zur ausfuehrung dieses verfahrens. - Google Patents

Verfahren zur gewinnung von fluessigen kohlenwasserstoffen und einrichtung zur ausfuehrung dieses verfahrens.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung hat im wesentlichen ein Verfahren zur Rückgewinnung von flüssigen Kohlenwasserstoffen aus einem im wesentlichen durch Kohlenwasserstoffe gebildeten und zum Beispiel von einer Einheit zur Behandlung von Erdölschnitten durch katalytisches Kracken hergeleiteten gasförmigen Einsatzgemenge zum Gegenstand.
  • Diese Erfindung richtet sich ebenfalls auf eine Anlage zur Durchführung dieses Verfahrens.
  • Man hat bereits gewerbliche Anlagen vorgeschlagen, die es gestatten, die C5-, C4- und C3-Kohlenwasserstoffe aus den von einem katalytischen Kracken hergeleiteten gasförmigen Einsatzgemengen rückzugewinnen.
  • In allgemeiner Weise in diesen bekannten Anlagen wird das gasförmige Einsatzgemenge verdichtet, teilweise kondensiert und dann in Reihenabsorbern gesandt, die die C3- und schwerere Kohlenwasserstoffe absorbieren, um ein die leichteren Kohlenwasserstoffe enthaltendes Gas zu erzeugen. Die Gesamtheit der am Absorberboden eingesammelten flüssigen Kohlenwasserstoffe wird in einer Säule behandelt, um aus ihr die leichten C2- und weniger schweren Bestandteile auszuscheiden.
  • Diese Gattung von Anlagen ermöglicht jedoch nicht, unter günstigen Verhältnissen mehr als 95% der C3, 98% der C4 und 99,5% der C5, die in dem Einsatzgemenge enthalten sind, zu extrahieren. In mehr gewöhnlicher Weise gewinnt man aufs beste 90% der C3, 97% der C4 und 99% der C5, die in dem Einsatzgemenge enthalten sind, zurück. Es ergibt sich daraus, dass derartige Anlagen keine ausgezeichnete Ausbeute aufweisen.
  • Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, diesem abzuhelfen in dem sie ein Verfahren vorschlägt, das es gestattet, die Gesamtheit der C5- und C4-Kohlenwasserstoffe und wenigstens 98% der C3- Kohlenwasserstoffe zu extrahieren.
  • Zu diesem Zweck hat die Erfindung ein Verfahren zur Rückgewinnung von flüssigen Kohlenwasserstoffen, die in einem zum Beispiel von einer Einheit zur Behandlung von Erdölschnitten, durch katalytisches Kracken hergeleiteten gasförmigen Einsatzgemenge enthalten sind zum Gegenstand und derjenigen Gattung, die darin besteht, das Einsatzgemenge zu verdichten, es teilweise zu kondensieren und es in einen ersten Absorber einzuspritzen, um am Kopf ein vorbehandeltes Gas und am Boden schwere Kohlenwasserstoffe zu erzeugen, welche in einer zur Erzeugung von schweren Kohlenwasserstoffen, die Beseitigung von leichten Kohlenwasserstoffen gestattenden ersten Destillationssäule behandelt werden, wobei diese Gattung ebenfalls darin besteht, das vorbehandelte Gas zu waschen und zu trocknen und dann es abzukühlen und es in einen zweiten Absorber einzuspritzen, um am Kopf das behandelte Gas und am Boden flüssige Kohlenwasserstoffe zu erzeugen, welche in einer zur Erzeugung von schwereren Kohlenwasserstoffen, die Beseitigung der leichten Kohlenwasserstoffe gestattenden zweiten Destillationssäule behandelt werden, dadurch gekennzeichnet, dass :
  • -die schweren Kohlenwasserstoffe am Boden des ersten Absorbers nach etwaiger Wiedererwärmung in eine Entbutanisierungssäule eingespritzt werden, um einerseits am Boden dieser Säule einen flüssigen Schnitt, der die Gesamrheit der C6- und schwereren Kohlenwasserstoffe, wenigstens 99% der C5-Kohlenwasserstoffe, höchstens 2% der C4-Kohlenwasserstoffe, die in dem Einsatzgemenge vorhanden sind, zu erhalten und der vollständig von C3- und leichteren Kohlenwasserstoffen frei ist und andererseits am Kopf dieser Säule einen flüssigen Schnitt, der reich an C4- und leichteren Kohlenwassersoffen ist, als Rückfluss in die besagte Säule und als Einspeisung am Kopf des ersten Absorbers eingespritzt wird und ein in das Einsatzgasgemenge stromaufwärts des ersten Absorbers zurückgeführtes gasförmiges Destillat zu erhalten, und
  • -die flüssigen Kohlenwasserstoffe am Boden des zweiten Absorbers nach Widererwärmung in eine Entäthanisierungssäule eingespritzt werden, um einerseits am Boden dieser Säule einen Schnitt, der wenigstens 98% der C3-Kohlenwasserstoffe und die Gesamtheit der in dem vorbehandelten Gas vorhandenen C4-Kohlenwasserstoffe und andererseits am Kopf dieser Säule einen flüssigen Schnitt, der reich an C2- und leichteren Koblenwasserstoffen ist und als Rückfluss in die besagte Säule wiedereingespritzt wird und auch ein an C2- und leichteren Kohlenwasserstoffen reiches gasförmiges Destillat, welches nach Abkühlung und wenigstens Teilkondensierung als Einspeisung am Kopf des zweiten Absorbers eingespritzt wird, zu erhalten,
  • -so dass das Verfahren die Rückgewinnung von wenigstens 98% der C3-Kohlenwasserstoffe und wenigstens 99,9% der C4- und höheren Kohlenwasserstoffe, die in dem Einsatzgemenge enthalten sind, rückzugewinnen, während das aus dem ersten Absorber herauskommende vorbehandelte Gas die Gesamtheit der C3- und niedrigeren Kohlenwasserstoffe, wenigstens 98% der C4- Kohlenwasserstoffe und höchstens 1% der C5-Kohlenwasserstoffe enthält und dass es vollständig von C6- und höheren Kohlenwasserstoffen frei ist.
  • Gemäss einem anderen Merkmal dieses Verfahrens arbeitet die Entbutanisierungssäule unter einem höheren Druck, als derjenige des ersten Absorbers, dank eines Pumpens, welches die flüssigen Kohlenwasserstoffe am Boden des vorgenannten Absorbers zur Entanisierungssäule hin überführt, um dem gasförmigen Destillat zu gestatten, mit dem verdichteten gasförmigen Einsatzgemenge vermischt zu werden.
  • Gemäss einem anderen Merkmal dieses Verfahrens arbeitet die Entanisierungssäule unter einem niedrigeren Druck, als derjenige des ersten Absorbers, wobei das gasförmige Destillat mit dem gasförmigen Einsatzgemenge stromaufwärts der Verdichtung vermischt wird.
  • Gemäss ncch einem anderen Merkmal der Erfindung sieht man die Einspritzung eines einen beträchtlichen Anteil an C4- und leichteren Kohlenwasserstoffen enthaltenden nicht stabilisierten Benzinschnitts in die Entbutanisierungssäule vor.
  • Gemäss noch einem anderen Merkmal dieser Erfindung werden die Vorgänge, die darin bestehen, dass vorbehandelte Gas vor seiner Einspritzung in den zweiten Absorber abzukühlen, das am Kopf des zweiten Absorbers erhaltene behandelte Gas wiederzuerwärmen, den Rückfluss aus dem Entäthanisierer zu kondensieren, die am Boden des zweiten Absorbers erhaltenen flüssigen Kohlenwasserstoffe vor ihrer Einspritzung in die Entäthanisierungssäule wiederzuerwärmen und das gasförmige Destillat aus dem Entäthanisierer vor seiner Einspritzung am Kopf des zweiten Absorbers zu kondensieren, thermisch integriert, wobei die Ergänzungskühlung durch einen Kühlzyklus geliefert wird.
  • Gemäss einem weiteren Merkmal des Verfahrens verwendet der vorgenannte Kühlungszyklus ein aus wenigstens einem C2- Kohlenwasserstoff und einem C3- Kohlenwasserstoff bestehendes Mischkühlmittel.
  • Gemäss noch einem anderen Merkmal der Erfindung verwendet der vorgenannte Kühlzyklus wenigstens zwei Druckstufen für die Verdampfung des vorher untergekühlten Kühlmittels.
  • Gemäss einem anderen Merkmal der Erfindung verwendet der vorgenannte Kühlzyklus ein unter hohem Druck und bei Umgebungstemperatur durchgeführtes vollständiges Kondensieren des Kühlmittels.
  • Die Erfindung richtet sich ebenfalls auf eine Anlage zur Durchführung des dem einen oder dem anderen der oben angeführten Merkmale genügenden Verfahrens, der ein Mittel zur Verdichtung eines gasförmigen Einsatzgemenges und mehrere Absorptionssäulen aufweisenden Gattung, dadurch gekennzeichnet, dass sie umfasst : eine einer Entbutanisierungssäule zugeordnete Säule zur Absorption der C5- und schwereren Kohlenwasserstoffe ; eine einer Entäthanisierungsäule und einer an einen Kühlkreislauf angeschlossenen Wärmetauscheinrichtung zugeordnete, mit dem aus dem Kopf der vorgenannten Absorptionssäule austretenden Gas gespeiste Säule zur Absorption der C3- und schwereren Kohlenwasserstoffe ; wobei der am Kopf der Entbutanisierungssäule erhaltene flüssige Schnitt als Rückfluss in diese Säule und als Einspeisung in den Kopf der Säule für die Absorption der C5- Kohlenwasserstoffe wieder eingespritzt wird und das aus der Entbutanisierungssäule gewonnene gasförmige Destillat zur Druckförderungseite der Verdichtung des gasförmigen Einsatzgemenges zurückgeführt wird ; wobei das am Kopf der Entäthanisierungssäule erhaltene gasförmige Destillat wenigstens teilweise kondensiert und als Einspeisung in den Kopf der Säule für die Absorption der C3-Kohlenwasserstoffe wieder eingespritzt wird ; und wobei das aus einem Gemisch von C2-und C3- und höheren Kohlenwasserstoffen bestehende Kühlmittel des Kühlzyklusses unter hohem Druck und bei Umgebungstemperatur vollständig kondensiert und nach Unterkühlung in zwei Druckpegeln verdampft wird.
  • Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden jedoch besser in der ausführlichen Beschreibung, die folgt und sich auf die nur beispielsweise gegebenen beigefügten Zeichnungen bezieht, erscheinen, in welchen:
  • -Figur 1 ein die wesentlichen Teile eine erfindungsgemässen Anlage veranschaulichendes Grundblockschaltbild ist ; und
  • -Figur 2 ein eine erfindungsgemässe und das Schaltbild der Figur 1 sowie ein Kühlsystem mit Mischkühlmittel eingliedernde Anlage vollständig veranschaulichendes Schaltbild ist.
  • Man wird sich zuerst auf die eine erfindungsgemässe Anlage in ihrer Grundlage veranschaulichende Figur 1 beziehen.
  • Ein z.B. aus einer Einheit zum katalytischen Kracken hergeleitetes gasförmiges Einsatzgemenge wird durch eine Leitung 1 zugeführt und dann in einem Verdichter C1 verdichtet und durch eine Leitung 2 abgeführt, bevor es mit dem aus einer Entdebutanisierungssäule D1 herkommenden und durch eine Leitung 3 ankommenden gasförmigen Destillat vermischt wird.
  • Das Gemisch wird durch eine Leitung 4 zu einem Wärmetauscher E1, der das besagte Gemisch abkühlt und teilweise kondensiert, überführt.
  • Das aus dem Wärmetauscher E1 herauskommende Zweiphasengemisch wird durch eine Leitung 5 am Boden einer Säule A1 zur Absorption der C5- und höheren Kohlenwasserstoffe eingespritzt. Diese Säule weist ein Füllschüttschichtbett auf.
  • Der Kopf der Säule wird mit Flüssigkeit durch eine Leitung 9 gespeist, während das Gas sie durch eine Leitung 6 verlässt.
  • Das gegebenenfalls am Boden der Säule A1 vorhandene flüssige Wasser wird durch eine Leitung 7 abgeführt, während die flüssigen Kohlenwasserstoffe durch eine Leitung 8 abgeführt werden.
  • Diese flüssigen Kohlenwasserstoffe werden durch die Leitungen 10, 11 mit Hilfe einer Pumpe P1 zum oberen Teil einer Entbutanisierungssäule D1 hin nach Wiedererwärmung in einem Wärmetauscher E3 überführt. Die Säule D1 ist mit Fraktionierböden ausgerüstet. Sie wird durch einen, durch einen umlaufenden Rückfluss oder durch jedes andere Mittel erwärmten Aufkocher E5 aufgekocht.
  • Die am Boden der Entbutanisierungssäule D1 erhaltene Flüssigkeit wird durch eine Leitung 21 abgeführt und bildet das entbutanisierte Benzin, das die Gesamtheit der C6- und schwereren Kohlenwasserstoffe und wenigstens 99% der C5-Kohlenwasserstoffe und höchstens 2% der C4-Kohlenwasserstoffe, die in dem gasförmigen Einsatzgemenge vorhanden sind, enthält.
  • Das am Kopf der Säule D1 gewonnene Gas wird durch eine Leitung 2 abgeführt und es wird in einem Kondensierer E2 teilweise kondensiert. Das somit erhaltene Zweiphasengemisch wird durch eine Leitung 13 in einen Kolben B1 eingeführt. Das nicht kondensierte, auch noch gasförmiges Destillat aus der Entbutanisierungssäule genannte Gas dieses Kolbens wird durch eine Leitung 20 abgeführt, um durch ein Ventil V3 in die Leitung eingespritzt zu werden, um in das verdichtete Einsatzgemenge zurückgeführt zu werden.
  • Das flüssige Wasser, das ggf. vorhanden ist, wird aus dem Kolben B1 durch die Leitung 15 abgeführt. Die in dem Kolben B1 zurückgewonnenen flüssigen Kohlenwasserstoffe werden über eine Leitung 14 durch eine Pumpe P2 abgepumpt und in eine Leitung 16 zurückgedrängt, um in zwei Teile geteilt zu werden. Ein erster Teil gewährleistet den Rückfluss aus der Säule D1 durch eine Leitung 18, ein Ventil V2 und eine Leitung 19. Ein zweiter Teil wird als Absorptionsflüssigkelt am Kopf der Säule A1 durch die Leitung 17, das Ventil V1 und die Leitung 9 eingespritzt.
  • Ein nicht stabilisierter (an C4- und leichteren Kohlenwasserstoffen reicher) Benzinschnitt 22 wird in einem Tauscher E4 wiedererwärmt und durch die Leitung 23 in den unteren Teil der Säule D1 eingespritzt.
  • Das über die Leitung 6 aus der Säule A1 herauskommende vorbehandelte Gas wird in einer herkömmlichen Wasch-und Trocknungseinheit LS, die es nicht nötig hat, beschrieben zu werden, behandelt.
  • Das gewaschene und getrocknete vorbehandelte Gas fliesst aus dieser Einheit durch die Leitung 25 heraus, um in dem Wärmetauscher E6 gekühlt zu werden. Das in E6 erzeugte Zweiphasengemisch wird über die Leitung 26 in die Säule A2 für das Absorbieren der C3- und höheren Kohlenwasserstoffe eingespritzt.
  • Diese Säule weist ein Füllschüttschichtbett auf.
  • Der Säulenkopf wird mit Flüssigkeit durch eine Leitung 24 gespeist, während das Gas ihn durch eine Leitung 27 verlässt.
  • Die flüssigen Kohlenwasserstoffe werden aus der Säule A2 durch eine Leitung 30 abgeführt.
  • Diese flüssigen Kohlenwasserstoffe werden durch die Leitungen 31, 32 mit Hilfe einer Pumpe P3 zu einer Entäthanisierungssäule D2 hin nach Wiedererwärmung in einem Wärmetausche E8 überführt. Die Säule D2 ist mit Fraktionierböden ausgerüstet. Sie wird in einem durch einen umlaufenden Rückfluss oder durch jedes andere Mittel erwärmten Aufkocher E9 aufgekocht.
  • Die am Boden der Entäthanisierungssäule D2 gewonnene Flüssigkeit wird durch eine Leitung 29 abgeführt und bildet die verflüssigten (C3/C4) - Gase, die die Gesamtheit der C4-und schwereren Kohlenwasserstoffe und wenigstens 98% der C3-Kohlenwasserstoffe und höchstens 2% der C2-Kohlenwasserstoffe, die in dem vorbehandelten Gas vorhanden sind, enthalten.
  • Das am Kopf der Säule D2 gewonnene Gas wird durch eine Leitung 33 abgeführt und es wird in einem Kondensierer E10 teilweise kondensiert. Das somit erhaltene Zweiphasengemisch wird durch eine Leitung 34 in den Kolben D2 eingeführt. Das nicht kondensierte, auch noch gasförmiges Destillat aus der Entäthanisierungssäule genannte Gas dieses Kolbens wird durch eine Leitung 37 abgeführt, um in einem Wärmetauscher E11 gekühlt und wenigstens teilweise kondensiert zu werden. Am Austritt aus dem Wärmetauscher E11 wird das Zweiphasengemisch durch die Leitung 38 zum Entspannungsventil V4 hin abgeführt, um in die Säule A2 durch die Leitung 24 eingespritzt zu werden.
  • Die in dem Rückflusskolben B2 zurückgewonnenen flüssigen Kohlenwasserstoffe werden über eine Leitung 35 durch eine Pumpe P4 gepumpt und in eine Leitung 36 gefördert, um durch die Leitung 36 als Rückfluss in die Säule D2 eingespritzt zu werden.
  • Das aus der Säule A2 über die Leitung 27 austretende behandelte Gas wird bis zur Umgebungstemperatur in einem Wärmetauscher E7 wiedererwärmt, um durch die Leitung 28 zu dem Gasnetz der Raffinerie hin abgeführ zu werden.
  • Man wird sich jetzt auf die Figur 2 beziehen, die eine vollständige Anlage gemäss der vorliegenden Erfindung darstellt, in welcher das Schaltbild der Figur 1 mit den selben Bezugzeichen eingegliedert ist und welche die thermische Einbeziehung und den Kühlzyklus erläutert.
  • Die Wärmetauscher E6, E11, E10, E8 und E7 sind hier in ein aus Plattentauscher bestehenden Wärmetauschersystem SE einbezogen ; das heisst, dass sie Leitungen dieses Wärmetauschsystems sind.
  • Ein bei hohem Druck und Umgebungstemperatur völlig kondensiertes Mischkühlmittel wird durch eine Leitung 40 zu einer Leitung E12 hin des Tauschersystems SE zugeführt, um dort untergekühlt zu werden. Das untergekühlte Kühlmittel wird durch die Leitung 41 abgeführt, um in zwei Teile geteilt zu werden. Ein erster in der Leitung 50 fliessender Teil wird bis zu einem niedrigen Druck in dem Ventil V5 entspannt, um der Leitung E13 des Tauschersystems SE zugeführt zu werden und dort verdampft zu werden. Der somit verdampfte Teil wird durch eine Leitung 43 der ersten Stufe des Kühlmittelverdichters C2A zugeführt, um dort bis zu dem Mitteldruck verdichtet und durch die Leitung 49 abgeführt zu werden. Ein zweiter in der Leitung 48 fliessender Teil wird bis zum Mitteldruck in dem Ventil V6 entspannt, um durch die Leitung 47 der Leitung E15 des Wärmetauschersystems SE zugeführt zu werden und dort bei Mitteldruck verdampft und durch die Leitung 46 abgeführt zu werden.
  • Der in der Leitung 46 fliessende Mitteldruckdampf wird mit demjenigen, der aus der Leitung 49 kommt, vermischt. Das Gemisch wird dann durch die Leitung 45 der zweiten Stufe des Kühlmittelverdichters C2B zugeführt, um dort bis zum Hochdruck verdichtet und durch die Leitung 44 zu einem Kühlmittelkondensierer E14 abgeführt zu werden, um dort bis zu der Umgebungstemperatur gekühlt und vollständig kondensiert und durch die Leitung 40 abgeführt zu werden.
  • Man wird hier nachstehend ein konkretes und beziffertes Ausführungsbeispiel einer Ausführung gemäss dem Schaltbild der Figur 2 angeben.
  • Das zu behandelnde Gas 1 ist das am Kopf einer Primärfraktionierung eines (nicht dargestellten) katalytischen Krackens nach der Kondensierung des Benzins gewonnene Gas. Es ist bei 40ºC, 190 kPa verfügbar und mit Wasser gestättigt. Sein Durchsatz beträgt 1063,1 Kilomole/h und seine Zusammensetzung auf wasserfreien Basis ist die folgende :
  • Stickstoff 2,07% Mol
  • Kohlrnstoffdioxidgas 0,43% Mol
  • Kohlenstoffoxid 0,15% Mol
  • Schwefelwasserstoff 4,68% Mol
  • Wasserstoff 16,15% Mol
  • Methan 15,19% Mol
  • Athan 5,64% Mol
  • Athylen 6,35% Mol
  • Propan 3,29% Mol
  • Propylen 10,94% Mol
  • Isobutan 5,49% Mol
  • N-Butan 1,90% Mol
  • Butene 10,75% Mol
  • Isopentan 3,29% Mol
  • N-Pentan 0,73% Mol
  • Pentene 6,76% Mol
  • C6+ Kohlenwasserstoffe 6,20% Mol
  • Das Gas 1 wird bis 920 kPa durch den Verdichter C1 verdichtet; das Gas 2 aus der Druckseite von C1 wird mit 43,24 Kilomolen/h von rückgeführten Gas 3 vermischt ; das erhaltene Gemisch 4 wird in dem Tauscher E1 bis 35ºC gekühlt, um den Zweiphasenfluss 5, der den Absorber A1 speist, zu ergeben.
  • Die Absorptionssäule A1 weist ein mit 14 theoretischen Böden gleichwärtiges Füllschüttschichtbett auf. Sie wird am Kopf mit einer, an C4-Kohlenstoffen reicher Absorptionsflüssigkeit 9 gespeist, die das flüssige Destillat des Entbutanisierers D1 ist.
  • Die Flüssigkeit 9 ist bei 40ºC, der Durchsatz beträgt 197,33 Kilomole/h und ihre Zusammensetzung ist die folgende :
  • Stickstoff 0,01% Mol
  • Kohlenstoffdioxidgas 0,04% Mol
  • Schwefelwasserstoff 1,74% Mol
  • Wasserstoff 0,02% Mol
  • Methan 0,40% Mol
  • Athan 2,09% Mol
  • Athylen 1,26% Mol
  • Propan 5,07% Mol
  • Propylen 14,23% Mol
  • Isobutan 19,43% Mol
  • N-Butan 8,15% Mol
  • Butene 46,81% Mol
  • Isopentan 0,09% Mol
  • Pentene 0,65% Mol
  • In der Säule A1 absorbiert die Flüssigkeit die in dem Gas enthaltenen C5- und höheren Verbindungen und am Säulenkopf erhält man ein von C5 praktisch freies und sämtliche C3 und 98% der in dem Einsatzgemenge vorhandenen C4 enthaltendes vorbehandeltes Gas.
  • Der Druck des Gases bei 6 beträgt 870 kPa, seine Temperatur beträgt 18,9ºC und sein Durchsatz beträgt 949,25 Kilomole je Stunde. Seine Molzusammensetzung ist :
  • Stickstoff 2,32% Mol
  • Kohlenstoffdioxidgas 0,48% Mol
  • Kohlenstoffoxid 0,16% Mol
  • Schwefelwasserstoff 5,33% Mol
  • Wasserstoff 18,10% Mol
  • Methan 17,09% Mol
  • Athan 6,48% Mol
  • Athylen 7,24% Mol
  • Propan 4,00% Mol
  • Propylen 13,16% Mol
  • Isobutan 7,33% Mol
  • N-Butan 2,53% Mol
  • Butene 15,53% Mol
  • Isopentan 0,04% Mol
  • Pentene 0,21% Mol
  • Das Gas 6 wird zu einer Wasch-und Trocknungseinheit LS gesandt, wo es von dem Schwefelwasserstoff, von dem Kohlenstoffdioxidgas und von dem Wasser befreit wird.
  • Am Ausgang dieser Einheit beträgt das vorbehandelte trockene Gas 25 22ºC und 800 kPa; seine Zusammensetzung ist die folgende :
  • Stickstoff 2,46% Mol
  • Kohlenstoffoxid 0,17% Mol
  • Wasserstoff 19,21% Mol
  • Methan 18,15% Mol
  • Athan 6,88% Mol
  • Athylen 7,69% Mol
  • Propan 4,24% Mol
  • Propylen 13,97% Mol
  • Isobutan 7,79% Mol
  • N-Butan 2,69% Mol
  • Butene 16,48% Mol
  • C5-Kohlenwasserstoffe 0,27% Mol
  • In der Säule A1 wird die Flüssigkeit am Boden dekantiert, so dass man einen Wasserstrom 7 und eine Flüssigkeit 8, deren Temperatur und Durchsatz jeweils 32,86 ºC und 354,42 Kilomole je Stunde beträgt, erhält, wobei die Molzusammensetzung die folgende ist :
  • Stickstoff 0,01% Mol
  • Kohlenstoffdioxidgas 0,04% Mol
  • Schwefelwasserstoff 1,50% Mol
  • Wasserstoff 0,15% Mol
  • Methan 0,85% Mol
  • Athan 1,73% Mol
  • Athylen 1,24% Mol
  • Propan 2,81% Mol
  • Propylen 8,15% Mol
  • Isobutan 9,09% Mol
  • N-Butan 3,90 Mol
  • Butene 19,80% Mol
  • Isopentan 9,82% Mol
  • N-Pentan 2,19% Mol
  • Pentene 20,08% Mol
  • C6+ Kohlenwasserstoffe 18,59% Mol
  • Die Flüssigkeit 8 wird durch P1 bis zu 1250 kPa aufgepumpt, in E3 wiedererwärmt, um ein Zweiphasengemisch 11 bei 90ºC und 1200 kPa zu ergeben, das die Säule D1 mit dem theoretischen Boden 14 speist.
  • Die Säule D1 wird ebenfalls mit dem aus dem Kondensierer der (nicht dargestellten) Primärfraktionierung gewonnenen Benzin 22 gespeist. Dieses bei 40ºC und 1250 kPa verfügbare Benzin wird bis auf 120ºC in dem Tauscher E4 wiedererwärmt. Der Durchsatz des Benzins beträgt 656,6 Kilomole je Stunde und seine Zusammensetzung ist die folgende :
  • Schwefelwasserstoff 0,14% Mol
  • Wasserstoff 0,01% Mol
  • Methan 0,11% Mol
  • Athan 0,23% Mol
  • Athylen 0,18% Mol
  • Propan 0,45% Mol
  • Propylen 1,32% Mol
  • Isobutan 1,73% Mol
  • N-Butan 0,86% Mol
  • Butene 5,20% Mol
  • Isopentan 3,44% Mol
  • N-Pentan 1,06% Mol
  • Pentene 8,33% Mol
  • C6+ Kohlenwasserstoffe 76,94% Mol
  • Der Entbutanisierer D1 weist 42 theoretische Fraktionierböden auf. Die Speisungen 11 und 23 werden jeweils auf den Stufen 17 und 28 der Säule, nummeriert von der Spitze dieser Säule ab, eingespritzt. Die Säule D1 wird durch den Aufkocher E5, dessen Heizmittel der umlaufende Zwischenrückfluss der (nicht dargestellten) Primärfraktionierung ist, aufgekocht.
  • Am Boden der Säule D1 wird das Benzin 21 gewonnen, dessen Durchsatz 770,34 Kilomole je Stunde mit der folgenden Zusammensetzung beträgt :
  • Isobutan 0,01% Mol
  • N-Butan 0,23% Mol
  • Butene 0,13% Mol
  • Isopentan 7,43% Mol
  • N-Pentan 1,91% Mol
  • Pentene 16,16% Mol
  • C6+ Kohlenwasserstoffe 74,13% Mol
  • Der am Kopf der Säule D1 erhaltene gasförmige Fluss 12 wird in dem Kühler E2 teilweise kondensiert und bis 40ºC abgekühlt und dann in dem Kolben B1 Zwischen dem Gas 20, der wässerigen Phase 15 und den flüssigen Kohlenwasserstoffen 14 getrennt. Das Gas 20 hat die folgende Zusammensetzung :
  • Stickstoff 0,28% Mol
  • Kohlenstoffdioxidgas 0,30% Mol
  • Kohlenstoffoxid 0,02% Mol
  • Schwefelwasserstoff 6,44% Mol
  • Wasserstoff 1,30% Mol
  • Methan 6,82% Mol
  • Athan 8,12% Mol
  • Athylen 7,11% Mol
  • Propan 6,69% Mol
  • Propylen 21,84% Mol
  • Isobutan 11,87% Mol
  • N-Butan 3,74% Mol
  • Butene 25,29% Mol
  • Pentane 0,02% Mol
  • Pentene 0,15% Mol
  • Dieses bei 970 kPa verfügbare Gas wird durch das Ventil V3 in das verdichtete Einsatzgemenge stromaufwärts des Tauschers E1, wie hier oben beschrieben, eingespritzt.
  • Die Flüssigkeit 14 wird durch die Pumpe P2 gepumpt und der somit erhaltene Fluss 16 wird in zwei Teile 17 und 18 geteilt. Die Flüssigkeit 18 wird als Rückfluss in die Säule D1 über das Ventil V2 eingespritzt. Die Flüssigkeit 17 wird in dem Ventil V1 entspannt, um den FLuss 9 zu ergeben, der in den Kopf der Säule A1 eingespritzt wird, wie vorangehend geschildert.
  • Das trockene Gas 25 wird bis -49ºC in der Leitung E6 des durch Plattentauscher gebildeten Tauschersystems SE abgekühlt und dann in die Säule A2 zur Absorption der C3-Kohlenwasserstoffe eingespritzt. Die Säule A2 arbeitet bei 770 kPa und weist 14 theoretische Trennstufen auf. Sie wird am Kopf mit dem Zweiphasengemisch 24 gespeist, dessen Temperatur -86ºC und dessen Durchsatz 83,87 Kilomole je Stunde beträgt und dessen Molzusammensetzung die folgende ist :
  • Stickstoff 0,46% Mol
  • Kohlenstoffoxid 0,05% Mol
  • Wasserstoff 1,06% Mol
  • Methan 17,16% Mol
  • Athan 44,06% Mol
  • Athylen 36,81% Mol
  • Propan 0,01% Mol
  • Propylen 0,39% Mol
  • Der flüssige Teil (97%) dieses Gemisches gestattet es, die Quasigesamtheit der in dem die Säule A2 speisenden Gas vorhandenen C3- und C4- Kohlenwasserstoffe zu absorbieren.
  • Die Säule erzeugt am Kopf ein behandeltes Gas 27, dessen Temperatur -82ºC beträgt, dessen Durchsatz 487,05 Kilomole je Stunde beträgt und dessen Druck 770 kPa beträgt.
  • Das Gas 27 wird dann bis auf 17ºC in der Leitung E7 des Wärmetauschsystems SE wiedererwärmt und verlässt die Einheit unter dem Druck von 740 kPa. Seine Zusammensetzung ist die folgende :
  • Stickstoff 4,52% Mol
  • Kohlenstoffoxid 0,32% Mol
  • Wasserstoff 35,27% Mol
  • Methan 33,31% Mol
  • Athan 12,30% Mol
  • Athylen 14,10% Mol
  • Propylen 0,16% Mol
  • Die am Boden der Säule A2 zurückgewonnenen flüssigen Kohlenwasserstoffe 30 sind bei -49,4ºC. Deren Durchsatz beträgt 490,92 Kilomole je Stunde und deren Molzusammensetzung ist die folgende :
  • Stickstoff 0,08% Mol
  • Kohlenstoffoxid 0,01% Mol
  • Wasserstoff 0,18% Mol
  • Methan 2,93% Mol
  • Athan 7,85% Mol
  • Athylen 6,29% Mol
  • Propan 7,73% Mol
  • Propylen 25,34% Mol
  • Isobutan 14,18% Mol
  • N-Butan 4,89% Mol
  • Butene 30,02% Mol
  • C5-Kohlenwasserstoffe 0,49% Mol
  • Die Flüssigkeit 30 wird durch die Pumpe P3 gepumpt und bis auf 17ºC in der Leitung E8 des Tauschsystems SE wiedererwärmt. Sie wird dann in die Entäthanisierungssäule D2 eingeführt.
  • Diese Säule weist 28 theoretische Fraktionierböden auf und arbeitet unter einem Druck von 1650 kPa. Ihre temperatur am Boden beträgt 70ºC, woraus es sich ergibt, dass ihr Aufkocher E9 mit der Wärme mit niedrigem thermischen Pegel geheizt werden kann.
  • Am Säulenkopf wird das Gas 33 in der Leitung E10 des Wärmetauschsystems SE kondensiert. Das Zweiphasengemisch 34 wird in den Kolben B2 eingeführt, wo man eine Dampfphase 37 und eine Flüssigkeit 35, die als Rückfluss zur Säule D2 hin über die Pumpe P4 zurückgesandt wird, abtrennt. Die Dampfphase 37 beträgt -30ºC, 1600 kPa ; sie wird bis auf -79ºC und 1650 kPa abgekühlt und in der Leitung E11 des Tauschsystems SE teilweise kondensiert ; sie wird dann in dem Ventil V4 entspannt, um den Fluss 24 zu ergeben.
  • Die am Boden der Säule D2 gewonnene Flüssigkeit 29 wird fast ausschliesslich durch C3- und C4-Kohlenwasserstoffe gebildet. Der Durchsatz beträgt 407,06 Kilomole je Stunde und ihre Zusammensetzung ist die folgende :
  • Athan 0,39% Mol
  • Athylen 0,01% Mol
  • Propan 9,31% Mol
  • Propylen 30,48% Mol
  • Isobutan 17,10% Mol
  • N-Butan 5,90% Mol
  • Butene 36,21% Mol
  • C5-Kohlenwasserstoffe 0,59% Mol
  • Das Kühlmittel, das den für das Tauschsystem SE erforderlichen Kühlungszusatz liefert, wird durch ein Gemisch von Kohlenwasserstoffen gebildet, dessen Molzusammensetzung die folgende ist :
  • Athan 15,00% Mol
  • Athylen 15,00% Mol
  • Propan 67,00% Mol
  • Propylen 1,00% Mol
  • C4-Kohlenwasserstoffe 2,00% Mol
  • Das bei 35ºC und 2410 kPa vollständig kondensierte Kühlmittel 40, dessen Moldurchsatz 901,6 Kilomole je Stunde beträgt, wird bis auf -49ºC in der Leitung E12 des Wärmetauschsystems SE untergekühlt.
  • Die somit gekühlte Flüssigkeit 41 wird in zwei Teile geteilt. Ein erster Teil 50, dessen Durchsatz 400 Kilomole je Stunde beträgt, wird in dem Ventil V5 bis auf einen Druck von 275 kPa entspannt und in der Leitung E13 des Systems SE vollständig verdampft.
  • Das durch Verdampfung unter niedrigem Druck des Flusses 42 bei -25ºC, 250 kPa gewonnene Gas 43 wird bis auf 830 kPa in der ersten Stufe des Kühlmittelverdichters C2A verdichtet.
  • Der zweite Teil der durch Teilung des Flusses 41 erhaltenen Flüssigkeit und der den Fluss 48 bildet, wird bis auf 850 kPa in dem Ventil V6 entspannt. Sie wird dann in der Leitung E15 des Wärmetauschsystems SE verdampft, von wo sie bei 30ºC und 830 kPa abgeführt wird. Der somit gebildete gasförmige Fluss 46 wird mit dem Fluss 49 vermischt, um ein gasförmiges Gemisch, das 32,2ºC und 830 kPa beträgt, zu ergeben. Dieses Gemisch 45 wird bis auf 2450 kPa in der zweiten Stufe C2B des Kühlmittelverdichters verdichtet. Der aus C2B abgeführte Fluss 44 wird in dem Tauscher E14 vollständig kondensiert, wo er bis auf 35ºC abgekühlt wird, um den vorangehend beschriebenen Fluss 40 zu ergeben.
  • Selbstverständlich ist die Erfindung keinesfalls auf die beschriebene und veranschaulichte Ausführungsform, die nur beispielsweise angegeben worden ist, beschränkt.

Claims (9)

  1. Verfahren zur Rückgewinnung von flüssigen Kohlenwasserstoffen, die in einer z.B. von einer Einheit zur Behandlung von Erdölschnitten, durch katalytisches Kracken hergeleiteten Gasmenge enthalten sind und derjenigen Gattung, die darin besteht, die Menge (C1) zu verdichten, sie teilweise zu kondensierern (E1) und sie in einen ersten Absorber (A1) einzuspritzen, um am Kopf ein vorbehandeltes Gas (6) und am Boden schwere Kohlenwasserstoffe (8) zu erzeugen, welche in einer die Beseitigung von leichten Kohlenwasserstoffen, um schwere Kohlenwasserstoffe zu erzeugen, gestattenden ersten Destillationssäule (D1) behandelt werden, das vorbehandelte Gas (6) auch zu waschen und zu trocknen und dann es abzukühlen und es in einem zweiten Absorber (A2) einzuspritzen, um am Kopf das behandelte Gas (27) und am Boden flüssige Kohlenwasserstoffe zu erzeugen, welche in einer die Beseitigung der leichten Kohlenwasserstoffe, um schwerere Kohlenwasserstoffe zu erzeugen, gestattenden Destillationssäule (D2) behandelt werden, dadurch gekennzeichnet, dass:
    -die schweren Kohlenwasserstoffe (8) am Boden des ersten Absorbers (A1) nach etwaiger Wiedererwärmung in eine Entbutanisierungskolonne (D1) eingespritzt werden, um einerseits am Boden dieser Säule einen flüssigen Schnitt (21), der die Gesamtheit der C6- und schwereren Kohlenwasserstoffe, wenigstens 99% der C5-Kohlenwasserstoffe, höchstens 2% der C4-Kohlenwasserstoffe, die in der Menge enthalten sind, zu erhalten und der vollständig von C3- und leichteren Kohlenwasserstoffen frei ist und andererseits am Kopf dieser Säule einen flüssigen Schnitt (14), der reich an C4- und leichteren Kohlenwasserstoffen ist, als Rückfluss in die besagte Säule und als Einspeisung am Kopf (9) des ersten Absorbers (A1) eingespritzt wird und ein in die Gasmenge stromaufwärts des ersten Absorbers (A1) zurückgeführtes gasförmiges Destillat (20) zu erhalten,
    -und die flüssigen Kohlenwasserstoffe (30) am Boden des zweiten Absorbers (A2) nach Wiedererwärmung (E8) in eine Entethanisierungssäule (D2) eingespritzt werden, um einerseits am Boden dieser Säule einen flüssigen Schnitt (29), der wenigstens 98% der C3-Kohlenwasserstoffe und die Gesamtheit der C4-Kohlenwasserstoffe, die in dem vorbehandelten Gas vorhanden sind und andererseits am Kopf dieser Säule einen flüssigen Schnitt (35), der reich an C2- und leichteren Kohlenwasserstoffen ist und als Rückfluss in die besagte Säule wieder eingespritzt wird und auch ein an C2- und leichteren Kohlenwasserstoffen reiches gasförmiges Destillat (37), welches nach Abkühlung und wenigstens teilweiser Kondensierung (E11) als Einspeisung am Kopf (24) des zweiten Absorbers (A2) eingespritzt wird, zu erhalten,
    -so dass das Verfahren die Rückgewinnung von wenigstens 98% der C3-Kohlenwasserstoffe und wenigstens 99,9% der C4-und höheren Kohlenwasserstoffe, die in der Gasmenge (1) enthalten sind, rückzugewinnen, während dass aus dem ersten Absorber (A1) herauskommende vorbehandelte Gas (6) die Gesamtheit der C3- und niedrigeren Kohlenwasserstoffe, wenigstens 98% der C4-Kohlenwasserstoffe und höchstens 1% der C5-Kohlenwasserstoffe enthält und es vollständig frei von C6- und höheren Kohlenwasserstoffen ist.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Entbutanisierungssäule (D1) unter einem Druck arbeitet, der höher ist, als derjenige des ersten Absorbers (A1) dank eines Pumpens (P1), welches die flüssigen Kohlenwasserstoffe am Boden des vorgenannten Absorbers zur Entbutanisierungssäule überführt, um dem gasförmigen Destillat (20) zu gestatten, mit der verdichteten Gasmenge (2) vermischt zu werden.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Entbutanisierungssäule (D1) unter einem Druck arbeitet, der niedriger ist als derjenige des ersten Absorbers (A1), wobei das gasförmige Destillat (20) mit der Gasmenge (1) stromaufwärts der Verdichtung (C1) vermischt wird.
  4. 4. Vefahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass man die Einspritzung eines, einen beträchtlichen Anteil an C4- und leichteren Kohlenwasserstoffen enthaltenden nicht stabilisierten Benzinschnitt (22) in die Entbutanisierungssäule (D1) vorsieht.
  5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorgänge, die darin bestehen:
    das vorbehandelte Gas (6) vor seiner Einspritzung in den zweiten Absorber (A2) abzukühlen (E6), das am Kopf des zweiten Absorbers (A2) erhaltene behandelte Gas wieder zu erwärmen (E7), den Rückfluss aus dem Entäthanisierer (D2) zu kondensieren (E10), die am Boden des zweiten Absorbers (A2) erhaltenen flüssigen Kohlenwasserstoffe vor ihrer Einspritzung in die Entäthanisierungssäule (D2) wieder zu erwärmen (E8) und das gasförmige Destillat aus dem Entäthanisierer vor seiner Einspritzung am Kopf des zweiten Absorbers (2) zu kondensieren (E11), thermisch integriert sind, wobei die Ergänzungskühlung durch einen Kühlkreislauf geliefert wird.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgennante Kühlkreislauf ein aus wenigstens einem Kohlenwasserstoff (C2) und einem Kohlenwasserstoff (C3) bestehendes Mischkühlmittel (40) verwendet.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgennante Kühlkreislauf wenigstens zwei Druckstufen für die Verdampfung des vorher untergekühlten (E12) Kühlmittels (E13), (E15) verwendet.
  8. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgenannte Kühlkreislauf ein unter hohem Druck und bei Umgebungstemperatur durchgeführtes vollständiges Kondensieren des Kühlmittels verwendet.
  9. 9. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, der ein Mittel zur Verdichtung einer Gasmenge und mehrere Absorptionssäulen aufweisenden Gattung, dadurch gekennzeichnet, dass sie umfasst: eine einer Entbutanisierungssäule (D1) zugeordnete Säule (A1) zur Absorption der (C5)- und schwereren Kohlenwasserstoffe; eine einer Entäthanisierungssäule (D2) und einer an einen Kühlkreislauf angeschlossenen Wärmetauscheinrichtung (SE) zugeordnete mit dem aus dem Kopf der vorgenannten Absorptionssäule austretenden Gas gespeiste Säule (A2) zur Absorption der (C3)- und schwereren Kohlenwasserstoffe; wobei der am Kopf (15) der Entbutanisierungssäule (D1) erhaltene flüssige Schnitt als Rückfluss in diese Säule und als Einspeisung in den Kopf der Säule (A1) für die Absorption der (C5)- Kohlenwasserstoffe wieder eingespritzt wird und dass aus der Entbutanisierungssäule (D1) gewonnene gasförmige Destillat (20) zur Druckförderungsseite der Verdichtung (C1) der Gasmenge zurückgeführt wird; wobei dass am Kopf der Entäthanisierungssäule (D2) erhaltene gasförmige Destillat (37) wenigstens teilweise kondensiert (E11) und als Einspeisung (24) in den Kopf der Säule (A2) für die Absorption der auf (C3)- Kohlenwasserstoffe wieder eingespritzt wird; und wobei dass aus einem Gemisch von (C2)- und (C3)- und höheren Kohlenwasserstoffen bestehende Kühlmittel des Kühlkreislaufes unter hohem Druck und bei Umgebungstemperatur (E14) vollständig kondensiert und nach Unterkühlung (E12) unter zwei Druckpegel (E13) und (E15) verdampft wird.
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