EA042704B1 - METHOD FOR OBTAINING ETHYLENE AND CHEMICAL COMPLEX FOR OBTAINING ETHYLENE - Google Patents
METHOD FOR OBTAINING ETHYLENE AND CHEMICAL COMPLEX FOR OBTAINING ETHYLENE Download PDFInfo
- Publication number
- EA042704B1 EA042704B1 EA201990429 EA042704B1 EA 042704 B1 EA042704 B1 EA 042704B1 EA 201990429 EA201990429 EA 201990429 EA 042704 B1 EA042704 B1 EA 042704B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- odh
- circuit
- unit
- ethane
- hydrocarbons
- Prior art date
Links
Description
Область техникиTechnical field
Данное изобретение относится к способу получения этилена из этана, а также к химическому комплексу, пригодному для осуществления такого способа получения этилена.This invention relates to a process for producing ethylene from ethane, as well as to a chemical complex suitable for such a process for producing ethylene.
Уровень техникиState of the art
Известен способ получения этилена из этана паровым крекингом потока этана под действием тепла с получением потока продукта, содержащего этилен и водород. Перед любой последующей стадией, на которой этилен дополнительно перерабатывают в ценные химические полупродукты, потока продукта, содержащий этилен, необходимо подвергать очистке. Помимо этилена и водорода, поток продуктов из установки парового крекинга также может содержать ацетилен и непрореагировавший этан. Кроме того, указанный поток продуктов может содержать некоторое количество монооксида углерода и диоксида углерода в качестве примесей. Диоксид углерода может образовываться в присутствии кислорода (вследствие попадания небольшого количества воздуха в установку парового крекинга) и/или в реакциях конверсии углеводородов с водяным паром. Кроме того, монооксид углерода и диоксид углерода могут присутствовать в сырье в виде примесей. Более того, указанный поток продуктов может содержать метан и углеводороды C3+, и эти примеси могут образовываться в процессе парового крекинга этана, который обычно представляет собой некаталитический, неселективный процесс конверсии. Последние из указанных примесей также могут поступать из потока этанового сырья. Все компоненты, кроме этилена, необходимо удалять из потока продуктов, поскольку они могут мешать на любой последующей стадии дальнейшей переработки этилена.A known method for producing ethylene from ethane by steam cracking of an ethane stream under the action of heat to obtain a product stream containing ethylene and hydrogen. Before any subsequent step in which ethylene is further processed into valuable chemical intermediates, the product stream containing ethylene must be purified. In addition to ethylene and hydrogen, the product stream from the steam cracker may also contain acetylene and unreacted ethane. In addition, said product stream may contain some carbon monoxide and carbon dioxide as impurities. Carbon dioxide can be formed in the presence of oxygen (due to the introduction of a small amount of air into the steam cracker) and/or in reactions of the conversion of hydrocarbons with steam. In addition, carbon monoxide and carbon dioxide may be present as impurities in the feedstock. Moreover, said product stream may contain methane and C3+ hydrocarbons, and these impurities may be formed during the steam cracking of ethane, which is usually a non-catalytic, non-selective conversion process. The latter of these impurities may also come from the ethane feed stream. All components other than ethylene must be removed from the product stream as they may interfere with any subsequent step in the further processing of ethylene.
Обычно диоксид углерода удаляют из потока продуктов установки парового крекинга посредством пропускания указанного потока через установку удаления диоксида углерода, где его можно приводить в контакт с водным раствором основания, например, гидроксида натрия (промывочный раствор каустической соды). Водород и метан можно отделять от других компонентов криогенной перегонкой. Альтернативно, водород и метан можно отделять от любых углеводородов C3+ в потоке продуктов вместе с углеводородами С2, содержащими этилен, любой непрореагировавший этан и любой ацетилен. Затем углеводороды С2 необходимо отделить от полученного потока, содержащего водород, метан и углеводороды С2. Ацетилен можно удалять посредством его гидрирования до этилена. Наконец, от этилена необходимо отделять этан, что также можно осуществлять перегонкой. Необходимость удаления всех указанных компонентов из потока продуктов установки парового крекинга, содержащего этилен, является весьма трудоемкой и приводит к относительно высоким затратам на получение этилена. Например, известен способ отделения этана от этилена посредством криогенной перегонки в так называемых колоннах отгонки С2. Для такой криогенной перегонки используют относительно высокое давление и относительно низкую (криогенную) температуру для достижения эффекта разделения этана и этилена.Typically, carbon dioxide is removed from the steam cracker product stream by passing said stream through a carbon dioxide removal unit where it can be contacted with an aqueous solution of a base such as sodium hydroxide (caustic soda wash). Hydrogen and methane can be separated from other components by cryogenic distillation. Alternatively, hydrogen and methane can be separated from any C3+ hydrocarbons in the product stream along with C2 hydrocarbons containing ethylene, any unreacted ethane and any acetylene. The C2 hydrocarbons must then be separated from the resulting stream containing hydrogen, methane and C2 hydrocarbons. Acetylene can be removed by hydrogenating it to ethylene. Finally, ethane must be separated from ethylene, which can also be done by distillation. The need to remove all of these components from the product stream of the steam cracker containing ethylene is very laborious and leads to relatively high costs for the production of ethylene. For example, a process is known for separating ethane from ethylene by means of cryogenic distillation in so-called C2 strippers. For such cryogenic distillation, relatively high pressure and relatively low (cryogenic) temperature are used to achieve the effect of separating ethane and ethylene.
Следующая секция схемы парового крекинга этана, которая представляет собой следующую секцию переработки и может содержать несколько установок для осуществления вышеописанных функций удаления диоксида углерода, выделения компонентов (например, посредством перегонки) и гидрирования ацетилена, имеет определенную мощность, которую определяют по установке, имеющей наименьшую производительность. В целом, может возникать ситуация, в которой мощность установки парового крекинга, расположенной до последующей секции в схеме парового крекинга, не соответствует более высокой производительности следующей секции. В таком случае мощность следующей секции загружена не полностью, что обусловливает технически невыгодный, неэффективный и менее экономичный процесс получения этилена из этана.The next section of the ethane steam cracker circuit, which is the next section of the processing and may contain several units for performing the above functions of removing carbon dioxide, separating components (for example, by distillation) and hydrogenating acetylene, has a certain capacity, which is determined by the unit with the smallest capacity . In general, a situation may arise in which the capacity of the steam cracker located upstream of the next section in the steam cracker circuit does not correspond to the higher productivity of the next section. In this case, the power of the next section is not fully loaded, which leads to a technically unfavorable, inefficient and less economical process for producing ethylene from ethane.
Вышеупомянутая ситуация, в которой мощность установки парового крекинга (содержащей одну или более печей), расположенной до следующей секции в схеме парового крекинга этана, не соответствует более высокой производительности последующей секции, обычно может возникать при наличии узкого места в существующей схеме парового крекинга или при необходимости расширения общей мощности схемы парового крекинга. Это может включать ситуацию, в которой срок службы печи парового крекинга истекает или подходит к концу. Кроме того, это может включать ситуацию, в которой необходимо использовать нереализованный потенциал в завершающей секции разделения существующей схемы парового крекинга за счет проектного запаса (проектного резерва дистилляционных колонн или установки внутренних элементов более высокой мощности) и/или при производительности печи(ей) парового крекинга ниже расчетной. Последний случай также может быть результатом реконструкции существующей схемы парового крекинга жидкого сырья в схему парового крекинга газа (этана). Кроме того, это может относиться к ситуациям, в которых необходимо вывести из эксплуатации 1 или более из множества установок парового крекинга (например, для технического обслуживания или по любой другой причине).The above situation, in which the capacity of the steam cracker (comprising one or more furnaces) located upstream of the next section in the ethane steam cracker circuit does not match the higher capacity of the next section, can usually occur when there is a bottleneck in the existing steam cracker circuit or if necessary expansion of the total capacity of the steam cracking scheme. This may include a situation in which the life of the steam cracker is nearing or nearing the end of its service life. In addition, this may include a situation in which unrealized potential in the final separation section of an existing steam cracking circuit must be exploited at the expense of design margin (design reserve of distillation columns or installation of higher capacity internals) and/or at the capacity of the steam cracking furnace(s). below calculated. The latter case can also be the result of the reconstruction of the existing liquid feed steam cracking circuit into a gas (ethane) steam cracking circuit. It may also refer to situations in which 1 or more of a plurality of steam crackers need to be decommissioned (for example, for maintenance or for any other reason).
Задача данного изобретения заключается в обеспечении способа получения этилена из этана, который может иметь техническое преимущество, который может быть эффективным и недорогим способом, и который включает паровой крекинг этана в этилен и водород в установке парового крекинга, являющейся частью схемы парового крекинга, более конкретно, в такой ситуации, в которой мощность установки парового крекинга, расположенной до следующей секции в схеме парового крекинга, не соответствует более высокой производительности следующей секции. Такой технически выгодный способ пред- 1 042704 почтительно обеспечит снижение расхода энергии и/или сокращение капитальных затрат.It is an object of the present invention to provide a process for producing ethylene from ethane, which may have a technical advantage, which may be an efficient and inexpensive process, and which involves the steam cracking of ethane into ethylene and hydrogen in a steam cracker that is part of a steam cracker scheme, more specifically, in such a situation, in which the capacity of the steam cracker located before the next section in the steam cracker circuit does not correspond to the higher productivity of the next section. Such a technically advantageous method would preferably result in a reduction in energy consumption and/or a reduction in capital costs.
Сущность изобретенияThe essence of the invention
Неожиданно было обнаружено, что вышеупомянутая задача может быть решена посредством подачи потока, выходящего из схемы окислительного дегидрирования (ODH), в схему парового крекинга, при этом этан в схеме ODH подвергают окислительному дегидрированию до этилена и воды, а исходящий поток, поступающий из схемы ODH и подаваемый в схему парового крекинга, содержит непрореагировавший этан и этилен.Surprisingly, it has been found that the above object can be solved by feeding the oxidative dehydrogenation (ODH) circuit effluent to a steam cracking circuit, wherein the ethane in the ODH circuit is oxidatively dehydrogenated to ethylene and water, and the effluent from the ODH circuit is and fed to the steam cracking circuit contains unreacted ethane and ethylene.
Соответственно данное изобретение относится к способу получения этилена, включающему переработку потока, содержащего этан или нафту, в условиях парового крекинга в установке парового крекинга, которая является частью схемы парового крекинга, с получением потока, содержащего непрореагировавший этан, этилен и водород;Accordingly, this invention relates to a process for producing ethylene, comprising processing a stream containing ethane or naphtha, under steam cracking conditions in a steam cracker, which is part of a steam cracking circuit, obtaining a stream containing unreacted ethane, ethylene and hydrogen;
подачу потока, содержащего непрореагировавший этан, этилен и водород, в разделительную установку, которая является частью схемы парового крекинга, и разделение указанного потока в указанной разделительной установке на поток, содержащий водород, и поток, содержащий непрореагировавший этан и этилен;feeding a stream containing unreacted ethane, ethylene and hydrogen to a separation plant that is part of the steam cracking scheme, and separating said stream in said separation plant into a stream containing hydrogen and a stream containing unreacted ethane and ethylene;
подачу потока, содержащего непрореагировавший этан и этилен, в установку разделения С2, которая является частью схемы парового крекинга, и разделение указанного потока в указанной установке разделения С2 на поток, содержащий этилен, и поток, содержащий непрореагировавший этан;feeding a stream containing unreacted ethane and ethylene to a C2 separation unit that is part of a steam cracking scheme, and separating said stream in said C2 separation unit into a stream containing ethylene and a stream containing unreacted ethane;
необязательный рецикл не прореагировавшего этана из потока, содержащего непрореагировавший этан, поступающего из установки разделения С2, в установку парового крекинга;optional recycling of unreacted ethane from the unreacted ethane containing stream from the C2 separation unit to the steam cracker;
переработку потока, содержащего этан, в условиях окислительного дегидрирования (ODH) в установке ODH, которая является частью схемы ODH, с получением потока, содержащего непрореагировавший этан, этилен и воду;processing the ethane-containing stream under oxidative dehydrogenation (ODH) conditions in an ODH unit that is part of the ODH scheme to produce a stream containing unreacted ethane, ethylene and water;
подачу потока, содержащего непрореагировавший этан, этилен и воду, в установку конденсации воды, которая является частью схемы ODH, и удаление воды из указанного потока посредством конденсации воды в установке конденсации воды с получением потока, содержащего непрореагировавший этан и этилен;feeding a stream containing unreacted ethane, ethylene and water to a water condensing unit that is part of the ODH scheme, and removing water from said stream by condensing water in the water condensing unit to obtain a stream containing unreacted ethane and ethylene;
подачу исходящего потока, поступающего из схемы ODH, который содержит непрореагировавший этан и этилен, в схему парового крекинга;feeding the effluent from the ODH circuit, which contains unreacted ethane and ethylene, to the steam cracking circuit;
необязательный рецикл не прореагировавшего этана из потока, содержащего непрореагировавший этан, поступающего из установки разделения С2, в установку ODH.optional recycle of unreacted ethane from the unreacted ethane containing stream from the C2 separation unit to the ODH unit.
Кроме того, данное изобретение относится к химическому комплексу, который содержит схему парового крекинга и схему окислительного дегидрирования (ODH), в котором схема парового крекинга содержит установку парового крекинга, установку удаления диоксида углерода, необязательную сушильную установку, 1-ую разделительную установку, 2-ую разделительную установку, необязательную установку гидрирования ацетилена и установку разделения С2, причем каждая установка содержит одну или более питающих линий и одну или более линий выпуска;In addition, this invention relates to a chemical complex that contains a steam cracking circuit and an oxidative dehydrogenation (ODH) circuit, in which the steam cracking circuit contains a steam cracker, a carbon dioxide removal unit, an optional dryer, a 1st separation plant, a 2- a second separation unit, an optional acetylene hydrogenation unit, and a C 2 separation unit, each unit comprising one or more feed lines and one or more exhaust lines;
схема ODH содержит установку ODH, установку конденсации воды, необязательную установку удаления диоксида углерода и необязательную сушильную установку, причем каждая установка содержит одну или более линий подачи и одну или более линий выпуска;the ODH scheme comprises an ODH plant, a water condensing unit, an optional carbon dioxide removal unit, and an optional dryer unit, each unit comprising one or more supply lines and one or more exhaust lines;
схема ODH интегрирована со схемой парового крекинга в положении до необязательной установки гидрирования ацетилена и до установки разделения С2 и ни одна линия подачи установки ODH не интегрирована с линией подачи или линией выпуска установки в схеме парового крекинга, за исключением того, что линия подачи установки парового крекинга и линия подачи установки ODH могут быть интегрированы, и/или того, что необязательная линия рецикла потока, выходящего из установки разделения С2, и линия подачи установки ODH могут быть интегрированы.the ODH circuit is integrated with the steam cracker circuit upstream of the optional acetylene hydrogenation unit and upstream of the C2 separation unit and no ODH plant feed line is integrated with the plant feed or outlet line in the steam cracker circuit, except that the steam cracker feed line and the supply line of the ODH plant may be integrated, and/or that the optional recycle line of the stream exiting the separation unit C2 and the supply line of the ODH plant may be integrated.
Краткое описание графических материаловBrief description of graphic materials
На фиг. 1 представлен один из вариантов реализации данного изобретения, в котором поток, выходящий из установки конденсации воды в схеме окислительного дегидрирования (ODH) и содержащий непрореагировавший этан и этилен, подают в схему парового крекинга.In FIG. 1 shows one embodiment of the present invention in which the oxidative dehydrogenation (ODH) water condenser effluent containing unreacted ethane and ethylene is fed to a steam cracker.
На фиг. 2 представлен один из вариантов реализации данного изобретения, в котором поток, выходящий из установки удаления диоксида углерода в схеме ODH и содержащий непрореагировавший этан и этилен, подают в схему парового крекинга.In FIG. 2 shows one embodiment of the present invention in which the effluent from the carbon dioxide removal unit in the ODH circuit, containing unreacted ethane and ethylene, is fed to the steam cracker circuit.
На фиг. 3 представлен один из вариантов реализации данного изобретения, в котором поток, выходящий из сушильной установки в схеме ODH и содержащий непрореагировавший этан и этилен, подают в схему парового крекинга.In FIG. 3 shows one embodiment of the present invention in which the dryer effluent from the ODH circuit, containing unreacted ethane and ethylene, is fed to the steam cracker circuit.
Подробное описание изобретенияDetailed description of the invention
В интегрированном способе по данному изобретению используют и схему парового крекинга, и схему окислительного дегидрирования (ODH).The integrated process of this invention uses both a steam cracking scheme and an oxidative dehydrogenation (ODH) scheme.
Вышеупомянутая схема парового крекинга содержит:The above steam cracking scheme contains:
(a) установку парового крекинга, в которой поток, содержащий этан, подвергают действию условий(a) a steam cracker in which the ethane-containing stream is subjected to conditions
- 2 042704 парового крекинга с получением потока, содержащего непрореагировавший этан, этилен и водород;- 2 042704 steam cracking to obtain a stream containing unreacted ethane, ethylene and hydrogen;
(b) разделительную установку, в которой поток, содержащий непрореагировавший этан, этилен и водород, разделяют на поток, содержащий водород, и поток, содержащий непрореагировавший этан и этилен;(b) a separating unit in which a stream containing unreacted ethane, ethylene and hydrogen is separated into a stream containing hydrogen and a stream containing unreacted ethane and ethylene;
(c) установку разделения С2, в которой поток, содержащий непрореагировавший этан и этилен, разделяют на поток, содержащий этилен, и поток, содержащий непрореагировавший этан.(c) a C2 separation unit in which a stream containing unreacted ethane and ethylene is separated into a stream containing ethylene and a stream containing unreacted ethane.
Кроме того, в соответствии с данным изобретением, схема парового крекинга может содержать установку удаления диоксида углерода, сушильную установку, одну или более разделительных установок, отличных от вышеупомянутой установки разделения С2, установку гидрирования ацетилена и/или один или более компрессоров.Furthermore, in accordance with the present invention, the steam cracking circuit may comprise a carbon dioxide removal unit, a dryer unit, one or more separation units other than the aforementioned C2 separation unit, an acetylene hydrogenation unit, and/or one or more compressors.
Вышеупомянутая схема окислительного дегидрирования (ODH) содержит:The above oxidative dehydrogenation (ODH) scheme contains:
(i) установку ODH, в которой поток, содержащий этан, подвергают действию условий ODH с получением потока, содержащего непрореагировавший этан, этилен и воду;(i) an ODH plant in which the ethane-containing stream is subjected to ODH conditions to produce a stream containing unreacted ethane, ethylene and water;
(ii) установку конденсации воды, в которой воду удаляют из потока, содержащего непрореагировавший этан, этилен и воду, посредством конденсации с получением потока, содержащего непрореагировавший этан и этилен.(ii) a water condensing unit in which water is removed from the stream containing unreacted ethane, ethylene and water by condensing to obtain a stream containing unreacted ethane and ethylene.
Кроме того, в соответствии с данным изобретением схема ODH может содержать установку удаления диоксида углерода и сушильную установку.In addition, in accordance with the present invention, the ODH scheme may include a carbon dioxide removal unit and a dryer unit.
В соответствии с данным изобретением интеграция между вышеупомянутой схемой парового крекинга и схемой ODH осуществлена посредством подачи исходящего потока, поступающего из схемы ODH и содержащего непрореагировавший этан и этилен, в схему парового крекинга. В частности, в соответствии с данным изобретением исходящий поток, поступающий из схемы ODH и содержащий непрореагировавший этан и этилен, подают в схему парового крекинга в положении после установки парового крекинга.In accordance with the present invention, the integration between the aforementioned steam cracking circuit and the ODH circuit is carried out by feeding the effluent from the ODH circuit containing unreacted ethane and ethylene into the steam cracking circuit. In particular, in accordance with the present invention, the effluent from the ODH circuit, containing unreacted ethane and ethylene, is fed to the steam cracker circuit in a position after the steam cracker.
В WO 2014134703 описано внедрение процесса ODH этана в процесс выделения продукта, который осуществляют в следующей секции схемы парового крекинга этана, при этом установка ODH становится частью схемы парового крекинга, а сырьевой поток, содержащий этан, для установки ODH исходит только из схемы парового крекинга.WO 2014134703 describes the incorporation of an ethane ODH process into a product recovery process that is carried out in the next section of an ethane steam cracker circuit, whereby the ODH unit becomes part of the steam cracker circuit and the ethane containing feed stream for the ODH plant comes from the steam cracker circuit only.
На фиг. 4 WO 2014134703 колонна отгонки С2 для отделения этилена от этана, которая является частью схемы парового крекинга, соединена с установкой ODH в нижней части колонны отгонки С2. То есть в способе, изображенном на указанной фиг. 4, этан из нижней части колонны отгонки С2 подают в установку ODH, расположенную после колонны отгонки С2. В способе, изображенном на фиг. 6 WO 2014134703, этан и этилен из средней части колонны отгонки С2 подают в установку ODH, расположенную после колонны отгонки С2. В способе, изображенном на фиг. 8 WO 2014134703, этан и этилен из установок гидрирования, которые являются частью схемы парового крекинга, подают в установку ODH, которая расположена после указанных установок гидрирования. Во всех указанных способах, изображенных на фиг. 4, 6 и 8 WO 014134703, ни один исходящий поток из установки ODH не подают в схему парового крекинга ни в одном положении.In FIG. 4 of WO 2014134703, a C2 stripper for separating ethylene from ethane, which is part of a steam cracking scheme, is connected to an ODH unit at the bottom of the C2 stripper. That is, in the method depicted in said FIG. 4, ethane from the bottom of the C2 stripper is fed to an ODH unit downstream of the C2 stripper. In the method shown in FIG. 6 of WO 2014134703, ethane and ethylene are fed from the middle part of the C2 stripper to an ODH unit downstream of the C2 stripper. In the method shown in FIG. 8 of WO 2014134703, ethane and ethylene from the hydrogenation units that are part of the steam cracking scheme are fed to the ODH unit, which is located downstream of said hydrogenation units. In all of these methods depicted in FIG. 4, 6 and 8 of WO 014134703, none of the effluents from the ODH unit are fed into the steam cracker at any position.
Кроме того, на фиг. 7 WO 2014134703 этан и этилен из установки парового крекинга подают в установку ODH, исходящий поток которой направляют в колонну отгонки С2 для отделения этилена от этана, и указанная колонна отгонки является частью схемы парового крекинга. То есть в способе, изображенном на указанной фиг. 7, этан и этилен из установки парового крекинга подают в установку ODH, расположенную до колонны отгонки С2. В способе, изображенном на фиг. 7 WO 2014134703, установка ODH является частью схемы парового крекинга. Нет отдельной схемы ODH. Поскольку поток, поступающий в установку ODH, исходит из установки парового крекинга, а исходящий поток из установки ODH подают в колонну отгонки С2, то и установка парового крекинга, и колонна отгонки С2 являются частью схемы парового крекинга.In addition, in FIG. 7 of WO 2014134703, ethane and ethylene from the steam cracker are fed to the ODH unit, the effluent from which is sent to a C2 stripper to separate ethylene from ethane, and said stripper is part of the steam cracker circuit. That is, in the method shown in said FIG. 7, ethane and ethylene from the steam cracker are fed to the ODH unit upstream of the C2 stripper. In the method shown in FIG. 7 of WO 2014134703, the ODH unit is part of a steam cracking scheme. There is no separate ODH scheme. Since the inlet to the ODH unit originates from the steam cracker and the effluent from the ODH unit is fed to the C2 stripper, both the steam cracker and the C2 stripper are part of the steam cracker circuit.
Во всех вышеупомянутых способах, изображенных на фиг. 4, 6, 7 и 8 WO 2014134703, установка ODH, внедренная в схему парового крекинга, не может быть средством для обеспечения возможности полного использования производственной мощности следующей секции в схеме парового крекинга, в той ситуации, в которой производительность установки парового крекинга, расположенной до указанной следующей секции, не соответствует более высокой производительности последующей секции. Поскольку потоки, которые поступают в установки ODH на указанных фиг. 4, 6, 7 и 8, исходят прямо или косвенно из потока, выходящего из установки парового крекинга. Как указано в WO 2014134703 (см. стр. 46), изобретение, описанное в WO 2014134703, основано на превращении (еще не прореагировавшего) этана из потока продуктов крекинг-установки в этилен в совместно работающей установке ODH, с целью снижения этановой нагрузки на систему разделительных установок. Это отличается от предложенного изобретения, в котором в следующую секцию схемы парового крекинга можно подавать большее количество исходящего потока, то есть и исходящий поток из установки парового крекинга, и исходящий поток из установки ODH, по сравнению с другими случаями, в которых количество исходящего потока, которое можно подавать в указанную последующую секцию схемы парового крекинга, может определяться только исходящим потоком, поступающим из установки парового крекинга. Примеры указанныхIn all of the aforementioned methods depicted in FIG. 4, 6, 7 and 8 of WO 2014134703, an ODH plant incorporated into a steam cracker circuit cannot be a means to ensure that the production capacity of the next section in the steam cracker circuit can be fully utilized, in a situation in which the capacity of the steam cracker located upstream specified next section does not correspond to the higher performance of the next section. Because the streams that enter the ODH installations in these FIGS. 4, 6, 7 and 8 come directly or indirectly from the steam cracker effluent. As stated in WO 2014134703 (see page 46), the invention described in WO 2014134703 is based on the conversion of (not yet reacted) ethane from a cracker product stream to ethylene in an ODH co-plant, in order to reduce the ethane load on the system separation facilities. This differs from the present invention, in which more effluent, i.e., both the effluent from the steam cracker and the effluent from the ODH unit, can be fed to the next section of the steam cracker circuit, compared to other cases in which the amount of effluent which can be fed to said downstream section of the steam cracker circuit can only be determined by the effluent coming from the steam cracker. Examples of these
- 3 042704 других случаев представляют собой (i) случаи, в которых вообще не используют установку ODH; или (ii) вышеописанные случаи, иллюстрированные способами, изображенными на фиг. 4, 6, 7 и 8 в WO 2014134703, в которых процесс ODH этана внедрен в процесс выделения продукта, осуществляемый в следующей секции схемы парового крекинга этана, где установка ODH становится частью схемы парового крекинга, а сырьевой поток, содержащий этан, для установки ODH исходит только из схемы парового крекинга.- 3 042704 other cases are (i) cases in which no ODH setting is used at all; or (ii) the cases described above, illustrated in the ways depicted in FIG. 4, 6, 7 and 8 in WO 2014134703, in which the ethane ODH process is integrated into the product recovery process carried out in the next section of the ethane steam cracker circuit, where the ODH unit becomes part of the steam cracker circuit and the ethane-containing feed stream for the ODH plant comes only from the scheme of steam cracking.
Таким образом, в данном изобретении предложен способ получения этилена из этана, включающий паровой крекинг этана до этилена и водорода, и указанный способ может быть технически более выгодным, более эффективным и более экономичным, по сравнению с другими случаями, описанными выше. Такой технически выгодный способ может предпочтительно обеспечить снижение расхода энергии и/или сокращение капитальных затрат.Thus, the present invention provides a process for producing ethylene from ethane, including steam cracking of ethane to ethylene and hydrogen, and said process may be technically more advantageous, more efficient, and more economical than the other cases described above. Such a technically advantageous method may advantageously provide a reduction in energy consumption and/or a reduction in capital costs.
В частности, благодаря интеграции схемы ODH со схемой парового крекинга через подачу исходящего потока, поступающего из схемы ODH и содержащего непрореагировавший этан и этилен, в схему парового крекинга, в частности, в следующую по ходу переработки секцию схемы парового крекинга, посредством подачи указанного исходящего потока в схему парового крекинга в положении после установки парового крекинга, данное изобретение является пригодным для преодоления узкого места в существующей схеме парового крекинга или для расширения общей мощности схемы парового крекинга. Таким образом, может быть преимущественно полностью использована относительно высокая мощность следующей секции в схеме парового крекинга этана, по сравнению с мощностью установки парового крекинга (содержащей одну или более печей), расположенной до указанной следующей секции. Это может включать ситуацию, в которой срок службы печи парового крекинга истекает или подходит к концу. Кроме того, это включать ситуацию, в которой необходимо использовать нереализованный потенциал в завершающей секции разделения существующей схемы парового крекинга за счет проектного запаса (проектного резерва дистилляционных колонн или установки внутренних элементов более высокой мощности) и/или при производительности печи(ей) парового крекинга ниже расчетной. Последний случай также может быть результатом реконструкции существующей схемы парового крекинга жидкого сырья в схему парового крекинга газа (этана). Кроме того это может относиться к ситуациям, в которых необходимо вывести из эксплуатации 1 или более из множества установок парового крекинга (например, для технического обслуживания или по любой другой причине). Приведенные выше примеры демонстрируют, что внедрение данного изобретения можно преимущественно применять во многих практических ситуациях для достижения технически выгодного, эффективного и экономичного интегрированного способа получения этилена из этана, включающего и паровой крекинг этана до этилена и водорода, и окислительное дегидрирование этана до этилена и воды.In particular, by integrating the ODH circuit with the steam cracking circuit, by feeding the effluent from the ODH circuit containing unreacted ethane and ethylene into the steam cracking circuit, in particular into the downstream section of the steam cracking circuit, by feeding said effluent into a steam cracker circuit at a position after a steam cracker, the present invention is useful for overcoming a bottleneck in an existing steam cracker circuit or for expanding the overall capacity of a steam cracker circuit. Thus, the relatively high capacity of the next section in the ethane steam cracker circuit can be advantageously fully utilized compared to the capacity of the steam cracker (comprising one or more furnaces) located upstream of said next section. This may include a situation in which the life of the steam cracker is nearing or nearing the end of its service life. In addition, this would include a situation in which unrealized potential in the final separation section of an existing steam cracking circuit needs to be exploited at a design margin (design reserve of distillation columns or installation of higher capacity internals) and/or at a capacity of the steam cracking furnace(s) below calculated. The latter case can also be the result of the reconstruction of the existing liquid feed steam cracking circuit into a gas (ethane) steam cracking circuit. It may also refer to situations in which 1 or more of a plurality of steam crackers need to be decommissioned (for example, for maintenance or for any other reason). The above examples demonstrate that the implementation of this invention can be advantageously applied in many practical situations to achieve a technically advantageous, efficient and economical integrated process for the production of ethylene from ethane, including both steam cracking of ethane to ethylene and hydrogen, and oxidative dehydrogenation of ethane to ethylene and water.
Помимо обеспечения возможности полного использования относительно высокой мощности следующей секции в схеме парового крекинга этана, как описано выше, данное изобретение также имеет следующие дополнительные преимущества. Схема ODH этана, содержащая установку ODH (например, реактор ODH) и установку конденсации воды, занимает небольшую площадь (необходима меньшая материальная площадь), имеет небольшую капиталоемкость, низкое энергопотребление и, следовательно, небольшие общие выбросы СО2. В процессе ODH этана необходимо меньшее количество энергии для компрессоров и дистилляционных колонн, поскольку отходящий газ ODH имеет более высокую молекулярную массу (исходящий поток ODH по существу не содержит легких компонентов, таких как водород и метан, по сравнению, например, с паровым крекингом этана), процесс ODH можно проводить при высоком давлении (например, 2-10 бар) и, наконец, он представляет собой экзотермический химический процесс, в результате которого образуется чистый пар высокого давления, который также можно преимущественно использовать в химическом комплексе по данному изобретению. В отношении последнего пар, получаемый в процессе ODH, можно преимущественно использовать в схеме парового крекинга предложенного химического комплекса. И, наоборот, пар, получаемый в процессе парового крекинга, можно преимущественно использовать в схеме ODH предложенного химического комплекса. Кроме того, в процессе ODH обычно получают гораздо более узкий ассортимент продуктов (т.е. отсутствие или меньшее количество побочных продуктов, таких как метан и углеводороды C3+, которые получают при паровом крекинге этана), но при этом исходящие потоки ODH все еще химически совместимы с исходящими потоками установок парового крекинга этана, что значительно упрощает требования к компоновке и разделению и снижает капитальные и энергетические затраты.In addition to allowing full use of the relatively high power of the next section in the ethane steam cracking circuit as described above, the present invention also has the following additional advantages. The ethane ODH scheme, comprising an ODH plant (eg ODH reactor) and a water condensing plant, has a small footprint (less footprint required), low capital intensity, low energy consumption and hence low overall CO 2 emissions. The ethane ODH process requires less energy for the compressors and distillation columns because the ODH off-gas has a higher molecular weight (ODH effluent is substantially free of light components such as hydrogen and methane compared to, for example, ethane steam cracking) , the ODH process can be carried out at high pressure (eg 2-10 bar) and finally it is an exothermic chemical process which produces high pressure clean steam which can also advantageously be used in the chemical complex of this invention. With respect to the latter, the steam produced in the ODH process can advantageously be used in the steam cracking circuit of the proposed chemical complex. Conversely, steam produced from the steam cracking process can advantageously be used in the ODH scheme of the proposed chemical complex. In addition, the ODH process typically produces a much narrower product range (i.e. no or fewer by-products such as methane and C3+ hydrocarbons from ethane steam cracking), but the ODH effluents are still chemically compatible. with ethane steam cracker effluents, greatly simplifying layout and separation requirements and reducing capital and energy costs.
Эти и другие преимущества данного изобретения также станут понятны из следующего подробного описания.These and other advantages of the present invention will also become apparent from the following detailed description.
В контексте данного описания следующие термины имеют следующие значения.In the context of this description, the following terms have the following meanings.
Углеводороды C3+ включают углеводороды, содержащие 3 или более атомов углерода. Углеводороды C3+ могут включать пропан и/или пропилен.C3+ hydrocarbons include hydrocarbons containing 3 or more carbon atoms. C3+ hydrocarbons may include propane and/or propylene.
Углеводороды С2+ включают углеводороды, содержащие 2 или более атомов углерода. Углеводороды С2+ могут включать этан, этилен, ацетилен, пропан и/или пропилен.C2+ hydrocarbons include hydrocarbons containing 2 or more carbon atoms. The C2+ hydrocarbons may include ethane, ethylene, acetylene, propane and/or propylene.
Углеводороды С2 включают углеводороды, содержащие 2 атома углерода. Углеводороды С2 могут включать этан, этилен и/или ацетилен.C2 hydrocarbons include hydrocarbons containing 2 carbon atoms. The C2 hydrocarbons may include ethane, ethylene and/or acetylene.
- 4 042704- 4 042704
В отношении способа по данному изобретению установка парового крекинга означает установку, в которой этан под действием условий парового крекинга превращают в этилен и водород. В отношении комплекса по данному изобретению установка парового крекинга означает установку, которая пригодна для превращения этана под действием условий парового крекинга в этилен и водород. Установка парового крекинга может содержать печь.With respect to the process of the present invention, a steam cracker means a plant in which ethane is converted to ethylene and hydrogen under steam cracking conditions. With respect to the complex of this invention, a steam cracker means a plant that is capable of converting ethane under steam cracking conditions into ethylene and hydrogen. The steam cracker may include a furnace.
В отношении способа по данному изобретению установка окислительного дегидрирования означает установку, в которой этан под действием условий окислительного дегидрирования (ODH) превращают в этилен и воду. В отношении комплекса по данному изобретению установка окислительного дегидрирования означает установку, которая пригодна для превращения этана под действием условий ODH в этилен и воду. Установка ODH может содержать реактор, который может представлять собой каталитический реактор, который является реактором, содержащим катализатор.With respect to the process of the present invention, an oxidative dehydrogenation plant means a plant in which ethane is converted under oxidative dehydrogenation (ODH) conditions into ethylene and water. With respect to the complex of this invention, an oxidative dehydrogenation plant means a plant that is suitable for converting ethane under ODH conditions to ethylene and water. The ODH unit may comprise a reactor, which may be a catalytic reactor, which is a reactor containing a catalyst.
В отношении способа по данному изобретению установка удаления диоксида углерода означает установку, в которой диоксид углерода удаляют из потока, содержащего этилен, водород и диоксид углерода. В отношении комплекса по данному изобретению установка удаления диоксида углерода означает установку, которая пригодна для удаления диоксида углерода из потока, содержащего этилен, водород и диоксид углерода. Агент для удаления диоксида углерода, который подают в установку удаления диоксида углерода, может представлять собой водный раствор основания, например гидроксида натрия или амина.With respect to the process of the present invention, a carbon dioxide removal plant means a plant in which carbon dioxide is removed from a stream containing ethylene, hydrogen and carbon dioxide. With respect to the complex of this invention, a carbon dioxide removal plant means a plant that is suitable for removing carbon dioxide from a stream containing ethylene, hydrogen and carbon dioxide. The carbon dioxide removal agent fed into the carbon dioxide removal unit may be an aqueous solution of a base such as sodium hydroxide or an amine.
В отношении способа по данному изобретению сушильная установка означает установку, в которой удаляют воду из потока, содержащего этилен, водород и воду. В отношении комплекса по данному изобретению сушильная установка означает установку, которая пригодна для удаления воды из потока, содержащего этилен, водород и воду.With respect to the process of the present invention, a dryer means a plant in which water is removed from a stream containing ethylene, hydrogen and water. With respect to the complex of this invention, a dryer means a plant that is suitable for removing water from a stream containing ethylene, hydrogen and water.
В отношении способа по данному изобретению установка гидрирования ацетилена означает установку, в которой ацетилен под действием условий гидрирования превращают в этилен. В отношении комплекса по данному изобретению установка гидрирования ацетилена означает установку, которая пригодна для превращения ацетилена под действием условий гидрирования в этилен. Установка гидрирования ацетилена может содержать реактор, который может представлять собой каталитический реактор, который является реактором, содержащим катализатор.With respect to the process according to the invention, an acetylene hydrogenation plant means a plant in which acetylene is converted into ethylene under hydrogenation conditions. With respect to the complex of the present invention, an acetylene hydrogenation plant means a plant which is suitable for converting acetylene under hydrogenation conditions to ethylene. The acetylene hydrogenation unit may comprise a reactor, which may be a catalytic reactor, which is a reactor containing a catalyst.
В отношении способа по данному изобретению установка разделения С2 означает установку, в которой этилен отделяют от этана. В отношении комплекса по данному изобретению установка разделения С2 означает установку, которая пригодна для отделения этилена от этана. Этилен можно отделять от этана любым способом, например, посредством перегонки, абсорбции или адсорбции.With respect to the process according to the invention, a C2 separation plant means a plant in which ethylene is separated from ethane. With respect to the complex of this invention, a C2 separation plant means a plant which is suitable for separating ethylene from ethane. Ethylene can be separated from ethane by any means, such as distillation, absorption or adsorption.
Кроме того, несмотря на то, что способ и химический комплекс, а также схемы по данному изобретению и поток или потоки, используемые в указанном способе, описаны в терминах содержащий, имеющий в составе или включающий одну или более различных описанных стадий, или установок, или компонентов, они также могут состоять по существу или состоять из указанной одной или более различных описанных стадий, или установок, или компонентов.In addition, while the process and chemistry as well as the circuits of this invention and the stream or streams used in said process are described in terms of comprising, comprising, or comprising one or more of the various steps or units described, or components, they may also consist essentially of or consist of said one or more of the various stages or installations or components described.
В контексте данного изобретения, в том случае, если поток содержит два или более компонентов, указанные компоненты следует выбирать в общем количестве, не превышающем 100 об.% или 100 мас.%.In the context of this invention, if the stream contains two or more components, these components should be selected in a total amount not exceeding 100 vol.% or 100 wt.%.
Предложенный способ представляет собой способ получения этилена из этана, включающий переработку потока, содержащего этан, в условиях парового крекинга в установке парового крекинга, которая является частью схемы парового крекинга, с получением потока, содержащего непрореагировавший этан, этилен и водород;The proposed method is a method for producing ethylene from ethane, including processing a stream containing ethane, under steam cracking conditions in a steam cracker, which is part of a steam cracking scheme, to obtain a stream containing unreacted ethane, ethylene and hydrogen;
подачу потока, содержащего непрореагировавший этан, этилен и водород, в разделительную установку, которая является частью схемы парового крекинга, и разделение указанного потока в указанной разделительной установке на поток, содержащий водород, и поток, содержащий непрореагировавший этан и этилен;feeding a stream containing unreacted ethane, ethylene and hydrogen to a separation plant that is part of the steam cracking scheme, and separating said stream in said separation plant into a stream containing hydrogen and a stream containing unreacted ethane and ethylene;
подачу потока, содержащего непрореагировавший этан и этилен, в установку разделения С2, которая является частью схемы парового крекинга, и разделение указанного потока в указанной установке разделения С2 на поток, содержащий этилен, и поток, содержащий непрореагировавший этан;feeding a stream containing unreacted ethane and ethylene to a C2 separation unit that is part of a steam cracking scheme, and separating said stream in said C2 separation unit into a stream containing ethylene and a stream containing unreacted ethane;
необязательный рецикл не прореагировавшего этана из потока, содержащего непрореагировавший этан, поступающего из установки разделения С2, в установку парового крекинга;optional recycling of unreacted ethane from the unreacted ethane containing stream from the C2 separation unit to the steam cracker;
переработку потока, содержащего этан, в условиях окислительного дегидрирования (ODH) в установке ODH, которая является частью схемы ODH, с получением потока, содержащего непрореагировавший этан, этилен и воду;processing the ethane-containing stream under oxidative dehydrogenation (ODH) conditions in an ODH unit that is part of the ODH scheme to produce a stream containing unreacted ethane, ethylene and water;
подачу потока, содержащего непрореагировавший этан, этилен и воду, в установку конденсации воды, которая является частью схемы ODH, и удаление воды из указанного потока посредством конденсации воды в установке конденсации воды с получением потока, содержащего непрореагировавший этан и этилен;feeding a stream containing unreacted ethane, ethylene and water to a water condensing unit that is part of the ODH scheme, and removing water from said stream by condensing water in the water condensing unit to obtain a stream containing unreacted ethane and ethylene;
подачу исходящего потока, поступающего из схемы ODH, который содержит непрореагировавшийsupplying an effluent coming from the ODH circuit that contains unreacted
- 5 042704 этан и этилен, в схему парового крекинга;- 5 042704 ethane and ethylene, to the steam cracking scheme;
необязательный рецикл не прореагировавшего этана из потока, содержащего непрореагировавший этан, поступающего из установки разделения С2, в установку ODH.optional recycle of unreacted ethane from the unreacted ethane containing stream from the C2 separation unit to the ODH unit.
Как описано выше, в соответствии с данным изобретением интеграцию между схемой парового крекинга и схемой ODH осуществляют посредством подачи исходящего потока, поступающего из схемы ODH и содержащего непрореагировавший этан и этилен, в схему парового крекинга, в частности, в положении после установки парового крекинга. Кроме того, в частности, непрореагировавший этан из исходящего потока, поступающего из схемы парового крекинга, не подают в установку ODH в схеме ODH, за исключением необязательного рецикла не прореагировавшего этана из исходящего потока, поступающего из установки разделения С2 в схеме парового крекинга, в установку ODH в схеме ODH. Более того, в частности, в установку ODH подают этан, который получают из одного или более источников, выбранных из группы, состоящей из: а) источника свежего этана, который используют для подачи этана в установку парового крекинга; b) другого источника свежего этана, отличного от указанного первого источника, упомянутого в пункте а); и с) не прореагировавшего этана из исходящего потока, поступающего из установки разделения С2. В контексте данного описания под свежим этаном понимают этан, который не содержит непрореагировавший этан. В контексте данного описания под не прореагировавшим этаном понимают этан, который был подвержен либо действию условий парового крекинга, либо действию условий окислительного дегидрирования в способе по данному изобретению, но не прореагировал. В отношении указанных источников свежего этана, упомянутых выше в пунктах а) и b), свежий этан, который подвергают действию условий парового крекинга и/или условий окислительного дегидрирования в способе по данному изобретению, может быть получен с завода, вырабатывающего поток, содержащий этан, либо в качестве основного потока, либо в качестве побочного потока, такого как газодобывающий завод, газоперерабатывающий завод, завод по регенерации и фракционированию широкой фракции легких углеводородов (ШФЛУ), завод по производству сжиженного природного газа (СПГ) и т.д., и указанные заводы также могут быть упомянуты в общем как заводы по транспортировке и хранению углеводородов. Таким образом, предложенный способ можно интегрировать с любым из таких заводов по транспортировке и хранению углеводородов. Однако в соответствии с данным изобретением происхождение свежего этана не является принципиальным.As described above, in accordance with the present invention, the integration between the steam cracker circuit and the ODH circuit is carried out by feeding the effluent from the ODH circuit containing unreacted ethane and ethylene into the steam cracker circuit, in particular at the position after the steam cracker. In addition, in particular, unreacted ethane from the effluent from the steam cracker circuit is not fed to the ODH unit in the ODH circuit, except for the optional recycle of unreacted ethane from the effluent from the C2 separation unit in the steam cracker circuit to the unit ODH in the ODH scheme. Moreover, in particular, the ODH unit is supplied with ethane that is obtained from one or more sources selected from the group consisting of: a) a fresh ethane source that is used to feed ethane to the steam cracker; b) another source of fresh ethane other than the specified first source referred to in paragraph a); and c) unreacted ethane from the effluent from the C2 separation unit. In the context of this description, fresh ethane is understood to mean ethane that does not contain unreacted ethane. In the context of this description, unreacted ethane is understood to mean ethane that has been subjected to either steam cracking conditions or oxidative dehydrogenation conditions in the process of this invention, but has not reacted. With respect to the sources of fresh ethane mentioned in a) and b) above, the fresh ethane that is subjected to the steam cracking and/or oxidative dehydrogenation conditions in the process of this invention may be obtained from a plant producing a stream containing ethane, either as a main stream or as a side stream, such as a gas production plant, a gas processing plant, a plant for the recovery and fractionation of a wide fraction of light hydrocarbons (NGLs), a plant for the production of liquefied natural gas (LNG), etc., and these plants may also be referred to generically as hydrocarbon transport and storage plants. Thus, the proposed method can be integrated with any of these hydrocarbon transportation and storage plants. However, according to the invention, the origin of the fresh ethane is not critical.
В целом, в соответствии с данным изобретением, сырье для установки ODH может включать: 1) непрореагировавший этан и отсутствие свежего этана; или 2) непрореагировавший этан и свежий этан; или 3) свежий этан и отсутствие не прореагировавшего этана. Таким же образом, в целом, в соответствии с данным изобретением сырье для установки парового крекинга может включать: 1) непрореагировавший этан и отсутствие свежего этана; или 2) непрореагировавший этан и свежий этан; или 3) свежий этан и отсутствие не прореагировавшего этана. В частности, свежий этан можно подавать в установку ODH. Кроме того, в частности, свежий этан можно подавать в установку парового крекинга. Кроме того, в частности, свежий этан можно подавать и в установку ODH, и в установку парового крекинга. Как описано выше, подача свежего этана подразумевает подачу этана, который не был подвержен ни действию условий парового крекинга, ни действию условий окислительного дегидрирования (ODH). Свежий этан, подаваемый в установку ODH, и свежий этан, подаваемый в установку парового крекинга, может быть получен из одного и того же источника или из разных источников.In general, in accordance with this invention, the raw material for the ODH plant may include: 1) unreacted ethane and no fresh ethane; or 2) unreacted ethane and fresh ethane; or 3) fresh ethane and no unreacted ethane. In the same way, in general, in accordance with this invention, the feed for the steam cracker may include: 1) unreacted ethane and no fresh ethane; or 2) unreacted ethane and fresh ethane; or 3) fresh ethane and no unreacted ethane. In particular, fresh ethane can be fed into the ODH unit. In addition, in particular, fresh ethane can be fed into the steam cracker. Also, in particular, fresh ethane can be fed to both the ODH unit and the steam cracker. As described above, feeding fresh ethane means feeding ethane that has not been subjected to either steam cracking conditions or oxidative dehydrogenation (ODH) conditions. The fresh ethane fed to the ODH unit and the fresh ethane fed to the steam cracker may come from the same source or from different sources.
В соответствии с предложенным способом исходящий поток, поступающий из схемы ODH и содержащий непрореагировавший этан и этилен, который подают в схему парового крекинга, может представлять собой поток, содержащий непрореагировавший этан и этилен, поступающий из установки конденсации воды в схеме ODH. Предпочтительно непрореагировавший этан и этилен из потока, содержащего непрореагировавший этан и этилен, поступающего из установки конденсации воды в схеме ODH, подают в установку разделения С2 в схеме парового крекинга.In accordance with the proposed method, the effluent stream from the ODH circuit containing unreacted ethane and ethylene, which is fed to the steam cracker circuit, may be a stream containing unconverted ethane and ethylene from the water condenser in the ODH circuit. Preferably, unreacted ethane and ethylene from the stream containing unreacted ethane and ethylene coming from the water condensation unit in the ODH scheme is fed to the C2 separation unit in the steam cracking scheme.
В соответствии с предложенным способом поток, поступающий из установки парового крекинга в схеме парового крекинга, может содержать непрореагировавший этан, этилен, водород, метан, монооксид углерода, диоксид углерода и углеводороды C3+; а поток, поступающий из установки ODH в схеме ODH, может содержать непрореагировавший этан, этилен, воду, монооксид углерода и диоксид углерода. В таком случае способ получения этилена по данному изобретению может включать следующие стадии:In accordance with the proposed method, the stream coming from the steam cracker in the steam cracker circuit may contain unreacted ethane, ethylene, hydrogen, methane, carbon monoxide, carbon dioxide and C3+ hydrocarbons; and the stream coming from the ODH plant in the ODH scheme may contain unreacted ethane, ethylene, water, carbon monoxide and carbon dioxide. In such a case, the method for producing ethylene according to this invention may include the following steps:
переработку потока, содержащего этан, в условиях парового крекинга в установке парового крекинга, которая является частью схемы парового крекинга, с получением потока, содержащего непрореагировавший этан, этилен, водород, метан, монооксид углерода, диоксид углерода и углеводороды C3+;treating the ethane-containing stream under steam cracking conditions in a steam cracker that is part of the steam cracking circuit to produce a stream containing unreacted ethane, ethylene, hydrogen, methane, carbon monoxide, carbon dioxide, and C3+ hydrocarbons;
подачу потока, содержащего непрореагировавший этан, этилен, водород, метан, монооксид углерода, диоксид углерода и углеводороды C3+, в установку удаления диоксида углерода, которая является частью схемы парового крекинга, и удаление диоксида углерода из указанного потока в указанной установке удаления диоксида углерода с получением потока, содержащего непрореагировавший этан, этилен, водород, метан, монооксид углерода и углеводороды C3+;feeding a stream containing unreacted ethane, ethylene, hydrogen, methane, carbon monoxide, carbon dioxide, and C3+ hydrocarbons to a carbon dioxide removal unit that is part of the steam cracking circuit, and removing carbon dioxide from said stream in said carbon dioxide removal unit to obtain a stream containing unreacted ethane, ethylene, hydrogen, methane, carbon monoxide and C3+ hydrocarbons;
подачу потока, содержащего непрореагировавший этан, этилен, водород, метан, монооксид углерода и углеводороды C3+, в разделительную установку, которая является частью схемы парового крекинга,feeding a stream containing unreacted ethane, ethylene, hydrogen, methane, carbon monoxide and C3+ hydrocarbons to a separation unit that is part of the steam cracking scheme,
- 6 042704 и разделение указанного потока в указанной разделительной установке на поток, содержащий водород, метан и монооксид углерода, и поток, содержащий углеводороды C3+;- 6 042704 and separation of the specified stream in the specified separation unit into a stream containing hydrogen, methane and carbon monoxide, and a stream containing C3 + hydrocarbons;
подачу не прореагировавшего этана и этилена из потока, содержащего непрореагировавший этан, этилен, водород, метан, монооксид углерода и углеводороды C3+, в установку разделения С2, которая является частью схемы парового крекинга, и разделение указанного потока в указанной установке разделения С2 на поток, содержащий этилен, и поток, содержащий непрореагировавший этан;feeding unreacted ethane and ethylene from a stream containing unreacted ethane, ethylene, hydrogen, methane, carbon monoxide and C3+ hydrocarbons to a C2 separation unit, which is part of a steam cracking scheme, and separating said stream in said C2 separation unit into a stream containing ethylene, and a stream containing unreacted ethane;
необязательный рецикл не прореагировавшего этана из потока, содержащего непрореагировавший этан, поступающего из установки разделения С2, в установку парового крекинга;optional recycling of unreacted ethane from the unreacted ethane containing stream from the C2 separation unit to the steam cracker;
переработку потока, содержащего этан, в условиях окислительного дегидрирования (ODH) в установке ODH, которая является частью схемы ODH, с получением потока, содержащего непрореагировавший этан, этилен, воду, монооксид углерода и диоксид углерода;processing the ethane-containing stream under oxidative dehydrogenation (ODH) conditions in an ODH unit that is part of the ODH scheme to produce a stream containing unreacted ethane, ethylene, water, carbon monoxide, and carbon dioxide;
подачу потока, содержащего непрореагировавший этан, этилен, воду, монооксид углерода и диоксид углерода, в установку конденсации воды, которая является частью схемы ODH, и удаление воды из указанного потока посредством конденсации воды в установке конденсации воды с получением потока, содержащего непрореагировавший этан, этилен, монооксид углерода и диоксид углерода;feeding a stream containing unreacted ethane, ethylene, water, carbon monoxide and carbon dioxide to a water condensing unit that is part of the ODH scheme, and removing water from said stream by condensing water in the water condensing unit to obtain a stream containing unreacted ethane, ethylene , carbon monoxide and carbon dioxide;
подачу исходящего потока, поступающего из схемы ODH, который содержит непрореагировавший этан и этилен, в схему парового крекинга;feeding the effluent from the ODH circuit, which contains unreacted ethane and ethylene, to the steam cracking circuit;
необязательный рецикл не прореагировавшего этана из потока, содержащего непрореагировавший этан, поступающего из установки разделения С2, в установку ODH.optional recycle of unreacted ethane from the unreacted ethane containing stream from the C2 separation unit to the ODH unit.
Кроме того, поток, поступающий из установки ODH в схеме ODH, может также содержать непрореагировавший кислород (используемый в качестве окислительного агента в процессе ODH). Предпочтительно указанный непрореагировавший кислород удаляют перед подачей исходящего потока, поступающего из схемы ODH и содержащего непрореагировавший этан и этилен, в схему парового крекинга, по соображениям безопасности и с учетом присутствия водорода в исходящих потоках установки парового крекинга.In addition, the stream coming from the ODH plant in the ODH scheme may also contain unreacted oxygen (used as an oxidizing agent in the ODH process). Preferably, said unreacted oxygen is removed before the ODH circuit effluent containing unconverted ethane and ethylene is fed to the steam cracker circuit, for safety reasons and taking into account the presence of hydrogen in the steam cracker effluents.
На стадии удаления диоксида углерода вышеописанного способа поток, содержащий непрореагировавший этан, этилен, водород, метан, монооксид углерода, диоксид углерода и углеводороды C3+, подают в установку удаления диоксида углерода в схеме парового крекинга. Последний поток может представлять собой поток, поступающий из установки парового крекинга. Необязательно, если поток, содержащий непрореагировавший этан, этилен, водород, метан, монооксид углерода и углеводороды C3+, получаемый на стадии удаления диоксида углерода, содержит воду, то указанный поток подают в сушильную установку, которая является частью схемы парового крекинга, для удаления воды.In the carbon dioxide removal step of the process described above, a stream containing unreacted ethane, ethylene, hydrogen, methane, carbon monoxide, carbon dioxide and C3+ hydrocarbons is fed to a carbon dioxide removal unit in a steam cracking circuit. The latter stream may be a stream coming from a steam cracker. Optionally, if the stream containing unreacted ethane, ethylene, hydrogen, methane, carbon monoxide, and C3+ hydrocarbons from the carbon dioxide removal step contains water, then said stream is fed to a dryer, which is part of the steam cracking circuit, to remove water.
Кроме того, в вышеописанном способе поток, содержащий непрореагировавший этан, этилен, водород, метан, монооксид углерода и углеводороды C3+, подают в разделительную установку схемы парового крекинга. Последний поток может представлять собой поток, поступающий из вышеупомянутой установки удаления диоксида углерода или необязательной сушильной установки. В последней разделительной установке последний поток разделяют на поток, содержащий водород, метан и монооксид углерода, и поток, содержащий углеводороды C3+. В 1-ом варианте реализации изобретения указанный поток, содержащий непрореагировавший этан, этилен, водород, метан, монооксид углерода и углеводороды C3+, разделяют на поток, содержащий водород, метан и монооксид углерода, и поток, содержащий углеводороды С2+, и указанные углеводороды С2+ содержат непрореагировавший этан, этилен и углеводороды C3+. Во 2-ом варианте реализации изобретения указанный поток, содержащий непрореагировавший этан, этилен, водород, метан, монооксид углерода и углеводороды C3+, разделяют на поток, содержащий водород, метан, монооксид углерода и углеводороды С2, причем углеводороды С2 содержат непрореагировавший этан и этилен, и поток, содержащий углеводороды C3+. В указанном 1-ом варианте реализации выделенный поток, содержащий углеводороды С2+, можно подавать в следующую разделительную установку, где указанный поток разделяют на поток, содержащий углеводороды С2, и поток, содержащий углеводороды C3+. В указанном 2-ом варианте реализации выделенный поток, содержащий водород, метан, монооксид углерода и углеводороды С2, можно подавать в следующую разделительную установку, где указанный поток разделяют на поток, содержащий водород, метан и монооксид углерода, и поток, содержащий углеводороды С2. В обоих указанных вариантах реализации выделенный поток, содержащий углеводороды С2, поступающий из указанной следующей разделительной установки, можно подавать в вышеуказанную установку разделения С2 в схеме парового крекинга, где последний поток разделяют на поток, содержащий этилен, и поток, содержащий непрореагировавший этан.In addition, in the process described above, a stream containing unreacted ethane, ethylene, hydrogen, methane, carbon monoxide and C3+ hydrocarbons is fed to the separation unit of the steam cracking circuit. The latter stream may be a stream coming from the aforementioned carbon dioxide removal plant or an optional dryer. In the last separation plant, the last stream is separated into a stream containing hydrogen, methane and carbon monoxide and a stream containing C3+ hydrocarbons. In the 1st embodiment of the invention, said stream containing unreacted ethane, ethylene, hydrogen, methane, carbon monoxide and C3+ hydrocarbons is separated into a stream containing hydrogen, methane and carbon monoxide, and a stream containing C2+ hydrocarbons, and said C2+ hydrocarbons contain unreacted ethane, ethylene and C3+ hydrocarbons. In the 2nd embodiment of the invention, the specified stream containing unreacted ethane, ethylene, hydrogen, methane, carbon monoxide and C3+ hydrocarbons is divided into a stream containing hydrogen, methane, carbon monoxide and C2 hydrocarbons, with C2 hydrocarbons containing unreacted ethane and ethylene, and a stream containing C3+ hydrocarbons. In said 1st embodiment, the separated stream containing C2+ hydrocarbons can be fed to a further separation plant, where said stream is separated into a stream containing C2 hydrocarbons and a stream containing C3+ hydrocarbons. In said 2nd embodiment, the separated stream containing hydrogen, methane, carbon monoxide and C2 hydrocarbons can be fed to the next separation plant, where said stream is separated into a stream containing hydrogen, methane and carbon monoxide and a stream containing C2 hydrocarbons. In both of these embodiments, the separated stream containing C2 hydrocarbons coming from said next separation unit may be fed to the above C2 separation unit in a steam cracking scheme, where the latter stream is separated into a stream containing ethylene and a stream containing unreacted ethane.
Кроме того, в вышеописанном способе поток, содержащий непрореагировавший этан, этилен, монооксид углерода и диоксид углерода, который поступает из установки конденсации воды в схеме ODH, можно подавать в установку удаления диоксида углерода, которая является частью схемы ODH, где диоксид углерода удаляют из указанного потока с получением потока, содержащего непрореагировавший этан, этилен и монооксид углерода. Необязательно, если поток, содержащий непрореагировавший этан, этилен и монооксид углерода, получаемый на стадии удаления диоксида углерода, содержит воду, то указанный поток можно подавать в сушильную установку, которая является частью схемы ODH, для удаления воды.In addition, in the above process, the stream containing unreacted ethane, ethylene, carbon monoxide and carbon dioxide, which comes from the water condensation unit in the ODH scheme, can be fed to the carbon dioxide removal unit, which is part of the ODH scheme, where carbon dioxide is removed from the specified stream to obtain a stream containing unreacted ethane, ethylene and carbon monoxide. Optionally, if the stream containing unreacted ethane, ethylene and carbon monoxide from the carbon dioxide removal step contains water, then said stream may be fed to a dryer, which is part of the ODH scheme, to remove water.
- 7 042704- 7 042704
Кроме того, в вышеописанном способе исходящий поток, поступающий из схемы OD и содержащий непрореагировавший этан и этилен, подают в схему парового крекинга. В частности, указанный исходящий поток, поступающий из схемы ODH, представляет собой исходящий поток, прямо или косвенно поступающий из установки ODH.In addition, in the above process, the effluent from the OD circuit containing unreacted ethane and ethylene is fed to the steam cracker circuit. In particular, said outflow coming from the ODH scheme is an outflow coming directly or indirectly from the ODH installation.
В вышеописанном способе вышеуказанный исходящий поток, поступающий из схемы ODH и содержащий непрореагировавший этан и этилен, который подают в схему парового крекинга, может представлять собой поток, содержащий непрореагировавший этан, этилен, монооксид углерода и диоксид углерода, поступающий из установки конденсации воды в схеме ODH. Предпочтительно последний поток, содержащий непрореагировавший этан, этилен, монооксид углерода и диоксид углерода, поступающий из установки конденсации воды в схеме ODH, подают в установку удаления диоксида углерода в схеме парового крекинга. Это показано на фиг. 1 (линией 35).In the above process, the above effluent from the ODH circuit containing unreacted ethane and ethylene, which is fed to the steam cracking circuit, may be a stream containing unconverted ethane, ethylene, carbon monoxide and carbon dioxide coming from the water condenser in the ODH circuit. . Preferably, the last stream containing unreacted ethane, ethylene, carbon monoxide and carbon dioxide coming from the water condensation unit in the ODH scheme is fed to the carbon dioxide removal unit in the steam cracking scheme. This is shown in FIG. 1 (line 35).
Кроме того, в вышеописанном способе вышеупомянутый исходящий поток, поступающий из схемы ODH и содержащий непрореагировавший этан и этилен, который подают в схему парового крекинга, может представлять собой поток, содержащий непрореагировавший этан, этилен и монооксид углерода, поступающий из необязательной установки удаления диоксида углерода в схеме ODH. Предпочтительно последний поток, содержащий непрореагировавший этан, этилен и монооксид углерода, поступающий из необязательной установки удаления диоксида углерода в схеме ODH, подают в разделительную установку схемы парового крекинга, где поток, содержащий непрореагировавший этан, этилен, водород, метан, монооксид углерода и углеводороды C3+, разделяют на поток, содержащий водород, метан и монооксид углерода, и потто, содержащий углеводороды C3+. В том случае, если потоки, образующиеся на стадиях удаления диоксида углерода, содержат воду, как описано выше, то поток, поступающий из установки удаления диоксида углерода в схеме ODH, можно подавать в вышеупомянутую сушильную установку в схеме парового крекинга. Это показано на фиг. 2 (линией 40). Кроме того, в том случае, если потоки, образующиеся на стадиях удаления диоксида углерода, содержат воду, и схема ODH содержит сушильную установку, как описано выше, то поток, поступающий из сушильной установки в схеме ODH и содержащий непрореагировавший этан, этилен и монооксид углерода, можно подавать в указанную разделительную установку в схеме парового крекинга, в которой поток, содержащий непрореагировавший этан, этилен, водород, метан, монооксид углерода и углеводороды C3+, разделяют на поток, содержащий водород, метан и монооксид углерода, и поток, содержащий углеводороды С2+ (вышеописанный 1-ый вариант реализации изобретения). Это показано на фиг. 3 (линией 45). Кроме того, в том случае, если потоки, образующиеся на стадиях удаления диоксида углерода, содержат воду, и схема ODH содержит сушильную установку, как описано выше, то поток, поступающий из сушильной установки в схеме ODH и содержащий непрореагировавший этан, этилен и монооксид углерода, можно подавать в указанную разделительную установку в схеме парового крекинга, в которой поток, содержащий водород, метан, монооксид углерода и углеводороды С2, разделяют на поток, содержащий водород, метан и монооксид углерода, и поток, содержащий углеводороды С2 (вышеописанный 2-ой вариант реализации изобретения). Это также показано на фиг. 3 (линией 46).Further, in the process described above, the aforementioned effluent from the ODH circuit containing unreacted ethane and ethylene that is fed to the steam cracking circuit may be a stream containing unreacted ethane, ethylene and carbon monoxide from an optional carbon dioxide removal unit in ODH scheme. Preferably, the last stream containing unreacted ethane, ethylene and carbon monoxide coming from the optional carbon dioxide removal unit in the ODH scheme is fed to the separation unit of the steam cracking scheme, where the stream containing unreacted ethane, ethylene, hydrogen, methane, carbon monoxide and C3+ hydrocarbons , is separated into a stream containing hydrogen, methane and carbon monoxide, and a potto containing C3+ hydrocarbons. If the streams from the carbon dioxide removal steps contain water as described above, then the stream from the carbon dioxide removal unit in the ODH scheme may be fed to the aforementioned dryer in the steam cracking scheme. This is shown in FIG. 2 (line 40). In addition, if the streams from the carbon dioxide removal steps contain water and the ODH scheme contains a dryer as described above, then the stream coming from the dryer in the ODH scheme containing unreacted ethane, ethylene and carbon monoxide , can be fed to said separation unit in a steam cracking scheme in which a stream containing unreacted ethane, ethylene, hydrogen, methane, carbon monoxide and C3+ hydrocarbons is separated into a stream containing hydrogen, methane and carbon monoxide and a stream containing C2+ hydrocarbons (the above-described 1st embodiment of the invention). This is shown in FIG. 3 (line 45). In addition, if the streams from the carbon dioxide removal steps contain water and the ODH scheme contains a dryer as described above, then the stream coming from the dryer in the ODH scheme containing unreacted ethane, ethylene and carbon monoxide , can be fed to said separation unit in a steam cracking scheme in which a stream containing hydrogen, methane, carbon monoxide and C2 hydrocarbons is separated into a stream containing hydrogen, methane and carbon monoxide and a stream containing C2 hydrocarbons (the above-described 2nd embodiment of the invention). This is also shown in FIG. 3 (line 46).
В предложенном способе поток, поступающий из установки парового крекинга схемы парового крекинга, может дополнительно содержать ацетилен; и поток, поступающий из установки ODH схемы ODH, может дополнительно содержать ацетилен. В таком случае способ получения этилена по данному изобретению может включать стадию гидрирования ацетилена, на которой в установке гидрирования ацетилена поток, содержащий непрореагировавший этан, этилен и ацетилен, подвергают действию условий гидрирования для превращения ацетилена в этилен.In the proposed method, the stream coming from the steam cracker of the steam cracker circuit may additionally contain acetylene; and the stream coming from the ODH unit of the ODH scheme may additionally contain acetylene. In such a case, the ethylene production process of this invention may include an acetylene hydrogenation step in which, in an acetylene hydrogenation unit, a stream containing unreacted ethane, ethylene and acetylene is subjected to hydrogenation conditions to convert acetylene to ethylene.
Предпочтительно установка гидрирования ацетилена является частью схемы парового крекинга. В последнем случае поток, содержащий непрореагировавший этан, этилен и ацетилен, можно подавать в установку гидрирования ацетилена в схеме парового крекинга с получением потока, содержащего непрореагировавший этан и этилен, и указанный последний поток можно подавать в вышеупомянутую установку разделения С2. В таком случае поток, содержащий водород, можно подавать в установку гидрирования ацетилена в схеме парового крекинга. Водород представляет собой гидрирующий агент, который может гидрировать ацетилен до этилена и который можно получать из схемы парового крекинга.Preferably, the acetylene hydrogenation unit is part of a steam cracking scheme. In the latter case, a stream containing unreacted ethane, ethylene and acetylene may be fed to an acetylene hydrogenation unit in a steam cracking circuit to produce a stream containing unreacted ethane and ethylene, and said latter stream may be fed to the aforementioned C2 separation unit. In such a case, the hydrogen containing stream may be fed to an acetylene hydrogenation unit in a steam cracking circuit. Hydrogen is a hydrogenating agent that can hydrogenate acetylene to ethylene and can be obtained from a steam cracking scheme.
Более конкретно, в предложенном способе при наличии ацетилена, как описано выше, в вышеупомянутом 1-ом варианте реализации изобретения, поток, содержащий непрореагировавший этан, этилен, ацетилен, водород, метан, монооксид углерода и углеводороды C3+, разделяют на поток, содержащий водород, метан и монооксид углерода, и поток, содержащий углеводороды С2+, причем углеводороды С2+ включают непрореагировавший этан, этилен, ацетилен и углеводороды C3+. Кроме того, в вышеупомянутом 2-ом варианте реализации изобретения поток, содержащий непрореагировавший этан, этилен, ацетилен, водород, метан, монооксид углерода и углеводороды C3+, разделяют на поток, содержащий водород, метан, монооксид углерода и углеводороды С2, причем углеводороды С2 содержат непрореагировавший этан, этилен и ацетилен, и поток, содержащий углеводороды C3+. В указанном 1-ом варианте реализации выделенный поток, содержащий углеводороды С2+, можно подавать в следующую разделительную установку, где указанный поток разделяют на поток, содержащий углеводороды С2, и поток, содержащий углеводороды C3+. В указанном 2-ом варианте реализации выделенный поток, со- 8 042704 держащий водород, метан, монооксид углерода и углеводороды С2, можно подавать в следующую разделительную установку, где указанный поток разделяют на поток, содержащий водород, метан и монооксид углерода, и поток, содержащий углеводороды С2. В обоих указанных вариантах реализации изобретения выделенный поток, содержащий углеводороды С2, поступающий из указанной следующей разделительной установки, можно подавать в установку гидрирования ацетилена, которая является частью схемы парового крекинга, где ацетилен превращают в этилен с получением потока, содержащего непрореагировавший этан и этилен, и указанный последний поток можно затем подавать в вышеупомянутую установку разделения С2 в схеме парового крекинга, где указанный последний поток разделяют на поток, содержащий этилен, и поток, содержащий непрореагировавший этан.More specifically, in the proposed method, in the presence of acetylene as described above, in the aforementioned 1st embodiment of the invention, the stream containing unreacted ethane, ethylene, acetylene, hydrogen, methane, carbon monoxide and C3+ hydrocarbons is separated into a stream containing hydrogen, methane and carbon monoxide; and a stream containing C2+ hydrocarbons, wherein the C2+ hydrocarbons include unreacted ethane, ethylene, acetylene, and C3+ hydrocarbons. In addition, in the above 2nd embodiment of the invention, the stream containing unreacted ethane, ethylene, acetylene, hydrogen, methane, carbon monoxide and C3+ hydrocarbons is separated into a stream containing hydrogen, methane, carbon monoxide and C2 hydrocarbons, and C2 hydrocarbons contain unreacted ethane, ethylene and acetylene, and a stream containing C3+ hydrocarbons. In said 1st embodiment, the separated stream containing C2+ hydrocarbons can be fed to a further separation plant, where said stream is separated into a stream containing C2 hydrocarbons and a stream containing C3+ hydrocarbons. In said 2nd embodiment, the separated stream containing hydrogen, methane, carbon monoxide and C2 hydrocarbons can be fed to the next separation plant, where said stream is separated into a stream containing hydrogen, methane and carbon monoxide, and a stream containing hydrogen, methane and carbon monoxide, and a stream containing hydrocarbons C2. In both of these embodiments, the separated stream containing C2 hydrocarbons coming from said next separation unit can be fed to the acetylene hydrogenation unit, which is part of the steam cracking circuit, where acetylene is converted to ethylene to obtain a stream containing unreacted ethane and ethylene, and said last stream may then be fed to the aforementioned C2 separation unit in a steam cracking circuit, where said last stream is separated into a stream containing ethylene and a stream containing unreacted ethane.
В способе по данному изобретению поток, содержащий этан, подвергают действию условий парового крекинга в установке парового крекинга, которая является частью схемы парового крекинга, с получением потока, содержащего непрореагировавший этан, этилен и водород. Пригодные условия парового крекинга для данной стадии парового крекинга описаны ниже.In the process of this invention, a stream containing ethane is subjected to steam cracking conditions in a steam cracker that is part of a steam cracker circuit to produce a stream containing unreacted ethane, ethylene and hydrogen. Suitable steam cracking conditions for this steam cracking step are described below.
В частности, на вышеупомянутой стадии парового крекинга в установку парового крекинга не подают поток, содержащий кислород, поскольку нет необходимости в использовании кислорода в качестве окислительного агента. Однако диоксид углерода все еще может образовываться как примесь в присутствии кислорода (вследствие попадания небольшого количества воздуха в установку парового крекинга) и/или в реакциях конверсии углеводородов с водяным паром. Кроме того, монооксид углерода и диоксид углерода могут поступать в процесс парового крекинга в виде примесей в сырье.In particular, in the aforementioned steam cracking step, no oxygen-containing stream is fed into the steam cracker since it is not necessary to use oxygen as an oxidizing agent. However, carbon dioxide can still form as an impurity in the presence of oxygen (due to small amounts of air being introduced into the steam cracker) and/or in hydrocarbon steam reforming reactions. In addition, carbon monoxide and carbon dioxide may enter the steam cracking process as impurities in the feedstock.
Кроме того, в частности, на вышеупомянутой стадии парового крекинга не используют катализатор. Предпочтительно, указанную стадию парового крекинга проводят при повышенной температуре, более предпочтительно в диапазоне от 650 до 1000°С, наиболее предпочтительно от 750 до 950°С. Способы парового крекинга углеводородов являются общеизвестными. Например, см. Kniel et al., Ethylene, Keystone to the petrochemical industry, Marcel Dekker, Inc, Нью-Йорк, 1980, в частности, главы 6 и 7.In addition, in particular, no catalyst is used in the above-mentioned steam cracking step. Preferably, said steam cracking step is carried out at an elevated temperature, more preferably in the range of 650 to 1000°C, most preferably 750 to 950°C. Methods for the steam cracking of hydrocarbons are well known. For example, see Kniel et al., Ethylene, Keystone to the petrochemical industry, Marcel Dekker, Inc, New York, 1980, in particular chapters 6 and 7.
В способе по данному изобретению поток, содержащий этан, подвергают действию условий окислительного дегидрирования (ODH) в установке ODH, которая является частью схемы ODH, с получением потока, содержащего непрореагировавший этан, этилен и воду. Пригодные условия ODH для данной стадии ODH описаны ниже.In the process of this invention, an ethane-containing stream is subjected to oxidative dehydrogenation (ODH) conditions in an ODH unit, which is part of an ODH scheme, to produce a stream containing unreacted ethane, ethylene, and water. Suitable ODH conditions for this ODH step are described below.
На вышеупомянутой стадии ODH переработка потока, содержащего этан, в условиях ODH, может включать приведение в контакт потока, содержащего этан, с кислородом (О2). Указанный кислород является окислительным агентом в данной реакции ODH. На стадии ODH кислород (О2) и поток, содержащий этан, можно подавать в установку ODH. Установка ODH может содержать реактор, который может содержать катализатор ODH, в частности смешанный катализатор на основе оксидов металлов, содержащий молибден, ванадий, ниобий и необязательно теллур. Затем кислород и этан приводят в контакт с указанным катализаторов в реакторе ODH, что приводит к окислительному дегидрированию этана.In the above ODH step, processing the ethane-containing stream under ODH conditions may include contacting the ethane-containing stream with oxygen (O 2 ). Said oxygen is the oxidizing agent in this ODH reaction. In the ODH stage, oxygen (O 2 ) and an ethane-containing stream may be fed to the ODH unit. The ODH unit may comprise a reactor which may contain an ODH catalyst, in particular a mixed metal oxide catalyst containing molybdenum, vanadium, niobium and optionally tellurium. Oxygen and ethane are then brought into contact with said catalysts in an ODH reactor, resulting in the oxidative dehydrogenation of ethane.
На стадии ODH способа по данному изобретению кислород и этан можно подавать в реактор вместе или по отдельности. То есть в реактор можно подавать один или более сырьевых потоков, в частности газообразных потоков, содержащих один или более из указанных 2 компонентов. Например, в реактор можно подавать один сырьевой поток, содержащий кислород и этан. Альтернативно, в реактор можно подавать два или более сырьевых потоков, в частности, газообразных потоков, и указанные сырьевые потоки могут образовывать объединенный поток внутри реактора. Например, в реактор можно отдельно подавать один сырьевой поток, содержащий кислород, и другой сырьевой поток, содержащий этан.In the ODH step of the process of this invention, oxygen and ethane can be fed into the reactor together or separately. That is, one or more feed streams, in particular gaseous streams containing one or more of these 2 components, can be fed into the reactor. For example, a single feed stream containing oxygen and ethane can be fed to the reactor. Alternatively, two or more feed streams, in particular gaseous streams, may be fed into the reactor, and said feed streams may form a combined stream within the reactor. For example, one feed stream containing oxygen and another feed stream containing ethane can be separately fed to the reactor.
Кроме того, на стадии ODH способа по данному изобретению, в частности, при приведении в контакт кислорода и этана с катализатором ODH, температура составляет от 300 до 500°С. Более предпочтительно, указанная температура составляет от 310 до 450°С, более предпочтительно от 320 до 420°С, наиболее предпочтительно от 330 до 420°С.In addition, in the ODH step of the process according to the invention, in particular when oxygen and ethane are brought into contact with an ODH catalyst, the temperature is between 300 and 500°C. More preferably, said temperature is 310 to 450°C, more preferably 320 to 420°C, most preferably 330 to 420°C.
Более того, на вышеупомянутой стадии ODH, в частности, при приведении в контакт кислорода и этана с катализатором ODH, типичное давление составляет 0,1-30 или 0,1-20 бар абс. (т.е. бар абсолютного давления). Кроме того, указанное давление предпочтительно составляет от 0,1 до 15 бар абс., более предпочтительно от 1 до 8 бар абс., наиболее предпочтительно от 3 до 8 бар абс.Moreover, in the aforementioned ODH step, in particular when bringing oxygen and ethane into contact with an ODH catalyst, a typical pressure is 0.1-30 or 0.1-20 bar abs. (i.e. bar absolute pressure). In addition, said pressure is preferably 0.1 to 15 bar abs., more preferably 1 to 8 bar abs., most preferably 3 to 8 bar abs.
Продукт вышеупомянутой стадии ODH содержит дегидрированный аналог этана, то есть этилен. На указанной стадии изначально получают этилен. Однако на этой же указанной стадии этилен можно дополнительно окислять при тех же условиях до соответствующей карбоновой кислоты, то есть до уксусной кислоты.The product of the above ODH step contains the dehydrated analogue of ethane, i.e. ethylene. In this step, ethylene is initially produced. However, in the same said step, ethylene can be further oxidized under the same conditions to the corresponding carboxylic acid, ie to acetic acid.
Помимо кислорода и этана в реактор ODH также можно подавать инертный газ. Указанный инертный газ может быть выбран из группы, состоящей из благородных газов и азота (N2). Предпочтительно инертный газ представляет собой азот или аргон, более предпочтительно азот. Указанный кислород является окислительным агентом, обеспечивающим окислительное дегидрирование этана. Указанный кислород можно получать из любого источника, такого как, например, воздух. Диапазоны пригодных молярных отношений кислорода к этану составляют от 0,01 до 1, более конкретно от 0,05 до 0,5. Указанное отношение кислорода к этану представляет собой отношение до приведения в контакт кислорода и этанаIn addition to oxygen and ethane, an inert gas can also be fed into the ODH reactor. Said inert gas may be selected from the group consisting of noble gases and nitrogen (N2). Preferably the inert gas is nitrogen or argon, more preferably nitrogen. The specified oxygen is an oxidizing agent that provides oxidative dehydrogenation of ethane. The specified oxygen can be obtained from any source, such as, for example, air. Suitable molar ratios of oxygen to ethane range from 0.01 to 1, more specifically from 0.05 to 0.5. The ratio of oxygen to ethane given is the ratio before bringing oxygen and ethane into contact
- 9 042704 с катализатором. Другими словами, указанное отношение кислорода к этану представляет собой отношение кислорода как сырьевого материала к этану как сырьевому материалу. Очевидно, что после приведения в контакт с катализатором расходуется по меньшей мере часть кислорода и этана.- 9 042704 with catalyst. In other words, the specified ratio of oxygen to ethane is the ratio of oxygen as a raw material to ethane as a raw material. Obviously, after bringing into contact with the catalyst, at least part of the oxygen and ethane is consumed.
Предпочтительно на стадии ODH способа по данному изобретению катализатор ODH представляет собой гетерогенный катализатор. Кроме того, катализатор ODH предпочтительно представляет собой смешанный катализатор на основе оксидов металлов, содержащий молибден, ванадий, ниобий и необязательно теллур в качестве металлов, и указанный катализатор может иметь следующую формулу:Preferably, in the ODH step of the process of this invention, the ODH catalyst is a heterogeneous catalyst. In addition, the ODH catalyst is preferably a mixed metal oxide catalyst containing molybdenum, vanadium, niobium, and optionally tellurium as metals, and said catalyst may have the following formula:
MO1VaTebNbc0n где a, b, с и n представляют собой отношение молярного количества рассматриваемого элемента к молярному количеству молибдена (Мо);M O1 V a Te b Nb c 0 n where a, b, c and n are the ratio of the molar amount of the element in question to the molar amount of molybdenum (Mo);
а (для V) составляет от 0,01 до 1, предпочтительно от 0,05 до 0,60, более предпочтительно от 0,10 до 0,40, более предпочтительно от 0,20 до 0,35, наиболее предпочтительно от 0,25 до 0,30;a (for V) is 0.01 to 1, preferably 0.05 to 0.60, more preferably 0.10 to 0.40, more preferably 0.20 to 0.35, most preferably 0, 25 to 0.30;
b (для Те) составляет от 0 или от >0 до 1, предпочтительно от 0,01 до 0,40, более предпочтительно от 0,05 до 0,30, более предпочтительно от 0,05 до 0,20, наиболее предпочтительно от 0,09 до 0,15;b (for Te) is 0 or >0 to 1, preferably 0.01 to 0.40, more preferably 0.05 to 0.30, more preferably 0.05 to 0.20, most preferably 0.05 to 0.20 0.09 to 0.15;
с (для Nb) составляет от >0 до 1, предпочтительно от 0,01 до 0,40, более предпочтительно от 0,05 до 0,30, более предпочтительно от 0,10 до 0,25, наиболее предпочтительно от 0,14 до 0,20 и n (для О) представляет собой значение, которое определяют по валентности и количеству элементов, отличных от кислорода.c (for Nb) is >0 to 1, preferably 0.01 to 0.40, more preferably 0.05 to 0.30, more preferably 0.10 to 0.25, most preferably 0.14 up to 0.20 and n (for O) is a value that is determined by the valency and the number of elements other than oxygen.
Количество катализатора на вышеупомянутой стадии ODH не является принципиальным. Предпочтительно используют каталитически эффективное количество катализатора, то есть количество, достаточное для ускорения реакции окислительного дегидрирования этана.The amount of catalyst in the above ODH step is not critical. Preferably, a catalytically effective amount of catalyst is used, ie an amount sufficient to promote the oxidative dehydrogenation of ethane.
Реактор ODH, который можно использовать на вышеупомянутой стадии ODH, может представлять собой любой реактор, включая реакторы с неподвижным слоем и реакторы с псевдоожиженным слоем. В частности, реактор представляет собой реактор с неподвижным слоем.The ODH reactor that can be used in the above ODH step may be any reactor, including fixed bed reactors and fluidized bed reactors. In particular, the reactor is a fixed bed reactor.
Примеры способов окислительного дегидрирования, включая катализаторы и технологические условия, описаны, например, в вышеупомянутых документах US 7091377, WO 2003064035, US 20040147393, WO 2010096909 и US 20100256432, содержание которых включено в данный документ посредством ссылки.Examples of oxidative dehydrogenation processes, including catalysts and process conditions, are described, for example, in the aforementioned US Pat.
Во время реакции ODH этана, которая протекает на стадии ODH предложенного способа, образуется вода. В способе по данному изобретению поток, содержащий непрореагировавший этан, этилен и воду, в частности, поток, содержащий непрореагировавший этан, этилен и воду, получаемый на указанной стадии ODH, подают в установку конденсации воды, которая является частью схемы ODH, и удаляют воду из указанного потока посредством конденсации в установке конденсации воды с получением потока, содержащего непрореагировавший этан и этилен. На указанной стадии конденсации воды можно легко конденсировать воду в потоке, содержащем непрореагировавший этан, этилен и воду, посредством охлаждения последнего потока до более низкой температуры, например, до комнатной температуры, после чего конденсированную воду можно удалить из потока, содержащего непрореагировавший этан, этилен и воду.During the ODH reaction of ethane, which takes place in the ODH step of the proposed process, water is formed. In the process of the present invention, the stream containing unreacted ethane, ethylene and water, in particular the stream containing unreacted ethane, ethylene and water obtained from said ODH stage, is fed to a water condensing unit which is part of the ODH scheme and the water is removed from said stream by condensing in a water condensing unit to obtain a stream containing unreacted ethane and ethylene. In said water condensation step, water can easily be condensed in the stream containing unreacted ethane, ethylene, and water by cooling the latter stream to a lower temperature, such as room temperature, after which the condensed water can be removed from the stream containing unreacted ethane, ethylene, and water.
Согласно данному изобретению из потоков, содержащих диоксид углерода, можно удалять диоксид углерода любым из общеизвестных способов. Как упомянуто выше, пригодный агент для удаления диоксида углерода, который можно подавать в установку удаления диоксида углерода, может представлять собой водный раствор основания, например, гидроксида натрия или амина. После такого удаления диоксида углерода указанный поток необходимо высушить в сушильной установке для удаления из потока остаточной воды. Приведение в контакт водного раствора амина с потоком, содержащим диоксид углерода, является предпочтительным в том случае, если содержание диоксида углерода относительно велико, например, в случае исходящего потока установки ODH этана. Приведение в контакт водного раствора гидроксида натрия с потоком, содержащим диоксид углерода, является предпочтительным в том случае, если содержание диоксида углерода относительно низкое, например, 1) в случае исходящего потока установки парового крекинга этана или 2) в случае исходящего потока установки ODH этана, который обработан водным раствором амина и все еще содержит небольшое количество остаточного диоксида углерода. В соответствии с данным изобретением установка удаления диоксида углерода как часть схемы парового крекинга может содержать блок, где диоксид углерода удаляют с помощью водного раствора амина, а также следующий блок, где диоксид углерода удаляют с помощью водного раствора гидроксида натрия. В последнем случае может быть предпочтительно, что содержащий диоксид углерода поток, исходящий из установки конденсации воды в схеме ODH, подают в первый блок, где диоксид углерода удаляют с помощью водного раствора амина. Кроме того, установка удаления диоксида углерода как часть схемы парового крекинга может содержать только установку, в которой диоксид углерода удаляют с помощью водного раствора гидроксида натрия. В последнем случае может быть предпочтительно, что содержащий диоксид углерода поток, исходящий из установки конденсации воды в схеме ODH, сначала подают в установку удаления диоксида углерода, которая является частью схемы ODH, где диоксид уг- 10 042704 лерода удаляют с помощью водного раствора амина, а затем подают в установку удаления диоксида углерода в схеме парового крекинга, где диоксид углерода удаляют с помощью водного раствора гидроксида натрия.According to the present invention, carbon dioxide can be removed from carbon dioxide containing streams by any of the commonly known methods. As mentioned above, a suitable carbon dioxide removal agent that can be fed into the carbon dioxide removal unit may be an aqueous solution of a base such as sodium hydroxide or an amine. After such removal of carbon dioxide, said stream must be dried in a dryer to remove residual water from the stream. Contacting an aqueous amine solution with a stream containing carbon dioxide is preferred if the carbon dioxide content is relatively high, such as in the case of an ethane ODH plant effluent. Contacting an aqueous sodium hydroxide solution with a stream containing carbon dioxide is preferred if the carbon dioxide content is relatively low, for example 1) in the case of an ethane steam cracker effluent or 2) in the case of an ethane ODH plant effluent, which has been treated with an aqueous amine solution and still contains a small amount of residual carbon dioxide. In accordance with the present invention, a carbon dioxide removal plant as part of a steam cracking scheme may comprise a block where carbon dioxide is removed with an aqueous amine solution, and a further block where carbon dioxide is removed with an aqueous sodium hydroxide solution. In the latter case, it may be preferable that the carbon dioxide-containing effluent from the water condenser in the ODH scheme is fed to the first unit, where the carbon dioxide is removed with an aqueous amine solution. In addition, a carbon dioxide removal unit as part of a steam cracking scheme may only comprise a unit in which carbon dioxide is removed with an aqueous sodium hydroxide solution. In the latter case, it may be preferable that the carbon dioxide-containing effluent from the water condenser in the ODH scheme is first fed to the carbon dioxide removal unit, which is part of the ODH scheme, where the carbon dioxide is removed with an aqueous amine solution, and then fed to a carbon dioxide removal unit in a steam cracking circuit where the carbon dioxide is removed with an aqueous sodium hydroxide solution.
Кроме того, данное изобретение относится к химическому комплексу, пригодному для осуществления вышеописанного способа получения этилена по данному изобретению, более конкретно к химическому комплексу, который содержит схему парового крекинга и схему окислительного дегидрирования (ODH), где схема парового крекинга содержит установку парового крекинга, установку удаления диоксида углерода, необязательную сушильную установку, 1-ую разделительную установку, 2-ую разделительную установку, необязательную установку гидрирования ацетилена и установку разделения С2, причем каждая установка содержит одну или более питающих линий и одну или более линий выпуска;In addition, this invention relates to a chemical complex suitable for carrying out the above-described process for producing ethylene according to this invention, more specifically to a chemical complex that contains a steam cracking circuit and an oxidative dehydrogenation (ODH) circuit, where the steam cracking circuit comprises a steam cracker, a carbon dioxide removal, an optional dryer, a 1st separation plant, a 2nd separation plant, an optional acetylene hydrogenation unit, and a C2 separation unit, each unit comprising one or more feed lines and one or more exhaust lines;
схема ODH содержит установку ODH, установку конденсации воды, необязательную установку удаления диоксида углерода и необязательную сушильную установку, причем каждая установка содержит одну или более питающих линий и одну или более линий выпуска;the ODH scheme comprises an ODH unit, a water condensing unit, an optional carbon dioxide removal unit, and an optional dryer unit, each unit comprising one or more feed lines and one or more exhaust lines;
схема ODH интегрирована со схемой парового крекинга в положении перед необязательной установкой гидрирования ацетилена и перед установкой разделения С2 и ни одна линия подачи установки ODH не интегрирована с линией подачи или линией выпуска установки в схеме парового крекинга, за исключением того, что линия подачи установки парового крекинга и линия подачи установки ODH могут быть интегрированы, и/или того, что необязательная линия рецикла потока, выходящего из установки разделения С2, и линия подачи установки ODH могут быть интегрированы.the ODH circuit is integrated with the steam cracker circuit upstream of the optional acetylene hydrogenation unit and upstream of the C2 separation unit and no ODH plant feed line is integrated with the plant feed or outlet line in the steam cracker circuit, except that the steam cracker feed line and the supply line of the ODH plant may be integrated, and/or that the optional recycle line of the stream exiting the separation unit C2 and the supply line of the ODH plant may be integrated.
В частности, в вышеописанном химическом комплексе схема парового крекинга содержит следующие установки, расположенные в следующем порядке, от предшествующих к последующим: установка парового крекинга, установка удаления диоксида углерода, необязательная сушильная установка, 1-ая разделительная установка, 2-ая разделительная установка, необязательная установка гидрирования ацетилена и установка разделения С2. Кроме того, схема парового крекинга может содержать охлаждающую установку (башенный охладитель) и/или 1 или более компрессионных установок (компрессоров).In particular, in the above chemical complex, the steam cracker circuit contains the following units, arranged in the following order, from the previous to the next: steam cracker, carbon dioxide removal unit, optional dryer, 1st separation plant, 2nd separation plant, optional an acetylene hydrogenation unit; and a C2 separation unit. Additionally, a steam cracking circuit may comprise a cooling unit (cooler tower) and/or 1 or more compression units (compressors).
Кроме того, в частности, в вышеописанном химическом комплексе схема ODH содержит следующие установки, расположенные в следующем порядке, от предшествующих к последующим: установка ODH, установка конденсации воды, необязательная установка удаления диоксида углерода и необязательная сушильная установка. Кроме того, схема ODH может содержать установку удаления кислорода и/или 1 или более компрессионных установок (компрессоров).In addition, in particular, in the above-described chemical complex, the ODH scheme contains the following units, arranged in the following order, from the previous to the next: the ODH plant, the water condensation plant, the optional carbon dioxide removal plant, and the optional dryer plant. In addition, the ODH scheme may contain an oxygen removal unit and/or 1 or more compression units (compressors).
В первом варианте реализации вышеописанного химического комплекса, 1-ая разделительная установка представляет собой разделительную установку, пригодную для разделения потока, содержащего углеводороды C3+, углеводороды С2, водород, необязательно монооксид углерода и необязательно метан, на поток, содержащий водород, необязательно монооксид углерода и необязательно метан, и поток, содержащий углеводороды С2+; и 2-ая разделительная установка представляет собой разделительную установку, пригодную для разделения потока, содержащего углеводороды С2+, на поток, содержащий углеводороды С2, и поток, содержащий углеводороды C3+.In the first embodiment of the above chemical complex, the 1st separation unit is a separation unit suitable for separating a stream containing C3+ hydrocarbons, C2 hydrocarbons, hydrogen, optionally carbon monoxide and optionally methane into a stream containing hydrogen, optionally carbon monoxide and optionally methane, and a stream containing C2+ hydrocarbons; and the 2nd separation unit is a separation unit suitable for separating a stream containing C2+ hydrocarbons into a stream containing C2 hydrocarbons and a stream containing C3+ hydrocarbons.
Во втором варианте реализации вышеописанного химического комплекса, 1-ая разделительная установка представляет собой разделительную установку, пригодную для разделения потока, содержащего углеводороды C3+, углеводороды С2, водород, необязательно монооксид углерода и необязательно метан, на поток, содержащий углеводороды С2, водород, необязательно монооксид углерода и необязательно метан, и поток, содержащий углеводороды C3+; и 2-ая разделительная установка представляет собой разделительную установку, пригодную для разделения потока, содержащего углеводороды С2, водород, необязательно монооксид углерода и необязательно метан, на поток, содержащий водород, необязательно монооксид углерода и необязательно метан, и поток, содержащий углеводороды С2.In the second embodiment of the above chemical complex, the 1st separation unit is a separation unit suitable for separating a stream containing C3+ hydrocarbons, C2 hydrocarbons, hydrogen, optionally carbon monoxide and optionally methane, into a stream containing C2 hydrocarbons, hydrogen, optionally monoxide carbon and optionally methane, and a stream containing C3+ hydrocarbons; and the 2nd separation unit is a separation unit suitable for separating a stream containing C2 hydrocarbons, hydrogen, optionally carbon monoxide and optionally methane into a stream containing hydrogen, optionally carbon monoxide and optionally methane, and a stream containing C2 hydrocarbons.
Все признаки и варианты реализации изобретения, описанные выше в отношении схемы парового крекинга и схемы ODH, включая их установки, используемые в способе по данному изобретению, также относятся к соответствующим схемам и установкам в химическом комплексе по данному изобретению.All features and embodiments of the invention described above with respect to the steam cracking circuit and the ODH circuit, including their installations used in the process of this invention, also apply to the corresponding circuits and installations in the chemical complex of this invention.
В частности, в химическом комплексе по данному изобретению линия исходящего потока из установки в схеме ODH может быть интегрирована с линией подачи или с линией исходящего потока из установки в схеме парового крекинга. В контексте данного описания интеграция линии из схемы ODH с линией из схемы парового крекинга в химическом комплексе по данному изобретению означает, что две рассматриваемые линии соединены.In particular, in the chemical complex of this invention, the effluent from the plant in the ODH circuit may be integrated with the feed line or effluent from the plant in the steam cracking circuit. In the context of this description, the integration of a line from the ODH scheme with a line from the steam cracking scheme in the chemical complex of this invention means that the two lines in question are connected.
В химическом комплексе по данному изобретению линия исходящего потока из установки в схеме ODH, которая может быть интегрирована с линией подачи или с линией исходящего потока из установки в схеме парового крекинга, может представлять собой одну или более из следующих: а) линия исходящего потока из установки конденсации воды; b) линия исходящего потока из необязательной установки удаления диоксида углерода и с) линия исходящего потока из необязательной сушильной установки.In the chemical complex of this invention, the effluent from an ODH plant, which may be integrated with a feed line or effluent from a steam cracker, may be one or more of the following: a) a unit effluent water condensation; b) an effluent line from an optional carbon dioxide removal plant; and c) an effluent line from an optional dryer.
В химическом комплексе по данному изобретению линия исходящего потока из установки конденсации воды в схеме ODH может быть интегрирована с линией подачи установки удаления диоксида уг- 11 042704 лерода в схеме парового крекинга.In the chemical plant of this invention, the effluent from the water condenser in the ODH circuit may be integrated with the feed line to the carbon dioxide removal plant in the steam cracker.
В химическом комплексе по данному изобретению линия исходящего потока из необязательной установки удаления диоксида углерода в схеме ODH может быть интегрирована с питающей линией необязательной сушильной установки в схеме парового крекинга.In the chemical complex of this invention, the effluent from the optional carbon dioxide removal plant in the ODH circuit may be integrated with the feed line of the optional dryer in the steam cracker circuit.
В вышеупомянутом первом варианте реализации химического комплекса по данному изобретению линия исходящего потока из необязательной сушильной установки в схеме ODH может быть интегрирована с питающей линией 1-ой разделительной установки в схеме парового крекинга.In the aforementioned first embodiment of the chemical complex of this invention, the effluent from the optional dryer in the ODH circuit may be integrated with the feed line of the 1st separation plant in the steam cracker circuit.
В вышеупомянутом втором варианте реализации химического комплекса по данному изобретению линия исходящего потока из необязательной сушильной установки в схеме ODH может быть интегрирована с питающей линией 2-ой разделительной установки в схеме парового крекинга.In the aforementioned second embodiment of the chemical complex of this invention, the effluent from the optional dryer in the ODH circuit may be integrated with the feed line of the 2nd separation plant in the steam cracker circuit.
Способ и химический комплекс по данному изобретению дополнительно представлены на фиг. 1-3.The method and chemical complex of this invention is further illustrated in FIG. 1-3.
На фиг. 1 представлена схема парового крекинга. Указанная схема парового крекинга содержит установку 2 парового крекинга, установку 4 удаления диоксида углерода, сушильную установку 8, разделительные установки 11, 15, 19 и 24 и установку 22 гидрирования ацетилена. Все указанные разделительные установки 11, 15, 19 и 24 представляют собой дистилляционные колонны. Кроме того, на фиг. 1 показана также схема окислительного дегидрирования (ODH), интегрированная с указанной схемой парового крекинга. Указанная схема ODH содержит установку 31 ODH и установку 33 конденсации воды.In FIG. 1 is a diagram of steam cracking. Said steam cracking circuit comprises a steam cracker 2, a carbon dioxide removal unit 4, a dryer 8, separating units 11, 15, 19 and 24, and an acetylene hydrogenation unit 22. All of these separation plants 11, 15, 19 and 24 are distillation columns. In addition, in FIG. 1 also shows an oxidative dehydrogenation (ODH) circuit integrated with said steam cracking circuit. Said ODH scheme comprises an ODH unit 31 and a water condensing unit 33 .
На фиг. 1 поток 1, содержащий этан, подают в установку 2 парового крекинга, работающую в условиях парового крекинга. Поток 3 продуктов, поступающий из установки 2 парового крекинга, содержит углеводороды C3+, этан, этилен, ацетилен, метан, водород, монооксид углерода и диоксид углерода. Указанный поток 3 подают в установку 4 удаления диоксида углерода. Агент для удаления диоксида углерода подают в установку 4 удаления диоксида углерода через поток 5. Указанный агент для удаления диоксида углерода может представлять собой водный раствор основания, например, гидроксида натрия или амина. Установка 4 удаления диоксида углерода может содержать блок, в котором диоксид углерода удаляют с помощью водного раствора амина, и следующий блок, в котором диоксид углерода удаляют с помощью водного раствора гидроксида натрия. Диоксид углерода удаляют с водным потоком 6. Поток 7, поступающий из установки 4 удаления диоксида углерода, который содержит углеводороды C3+, этан, этилен, ацетилен, метан, водород, монооксид углерода и воду, подают в сушильную установку 8. В сушильной установке 8 удаляют воду с потоком 9. Поток 10, поступающий из сушильной установки 8, который содержит углеводороды C3+, этан, этилен, ацетилен, метан, водород и монооксид углерода, подают в разделительную установку 11.In FIG. 1 stream 1 containing ethane is fed to a steam cracker 2 operating under steam cracking conditions. The product stream 3 coming from the steam cracker 2 contains C3+ hydrocarbons, ethane, ethylene, acetylene, methane, hydrogen, carbon monoxide and carbon dioxide. Said stream 3 is fed to the carbon dioxide removal unit 4. The carbon dioxide removal agent is fed into the carbon dioxide removal unit 4 via stream 5. Said carbon dioxide removal agent may be an aqueous solution of a base such as sodium hydroxide or an amine. The carbon dioxide removal unit 4 may include a block in which carbon dioxide is removed with an aqueous amine solution and a further block in which carbon dioxide is removed with an aqueous sodium hydroxide solution. The carbon dioxide is removed with the water stream 6. The stream 7 coming from the carbon dioxide removal unit 4, which contains C3+ hydrocarbons, ethane, ethylene, acetylene, methane, hydrogen, carbon monoxide and water, is fed to the dryer 8. In the dryer 8, the water with stream 9. The stream 10 coming from the dryer 8, which contains C3+ hydrocarbons, ethane, ethylene, acetylene, methane, hydrogen and carbon monoxide, is fed into the separation plant 11.
В 1-ом варианте реализации изобретения в разделительной установке 11 поток 10, содержащий углеводороды C3+, этан, этилен, ацетилен, метан, водород и монооксид углерода, разделяют на верхний поток 12, содержащий метан, водород и монооксид углерода, и нижний поток 13, содержащий углеводороды C3+, этан, этилен и ацетилен. В указанном 1-ом варианте реализации поток 13 подают в виде потока 14 в разделительную установку 15. В разделительной установке 15 поток 14 разделяют на верхний поток 17, содержащий этан, этилен и ацетилен, и нижний поток 16, содержащий углеводороды C3+.In the 1st embodiment of the invention in the separation unit 11, stream 10 containing C3+ hydrocarbons, ethane, ethylene, acetylene, methane, hydrogen and carbon monoxide is separated into an upper stream 12 containing methane, hydrogen and carbon monoxide, and a lower stream 13, containing C3+ hydrocarbons, ethane, ethylene and acetylene. In said 1st embodiment, stream 13 is fed as stream 14 to separation plant 15. In separation plant 15, stream 14 is separated into an overhead stream 17 containing ethane, ethylene and acetylene and a bottom stream 16 containing C3+ hydrocarbons.
Во 2-ом варианте реализации изобретения в разделительной установке 11 поток 10, содержащий углеводороды C3+, этан, этилен, ацетилен, метан, водород и монооксид углерода, разделяют на верхний поток 12, содержащий этан, этилен, ацетилен, метан, водород и монооксид углерода, и нижний поток 13, содержащий углеводороды C3+. В указанном 2-ом варианте реализации поток 12 подают в виде потока 18 в разделительную установку 19. В разделительной установке 19 поток 12 разделяют на верхний поток 20, содержащий метан, водород и монооксид углерода, и нижний поток 21, содержащий этан, этилен и ацетилен.In the 2nd embodiment of the invention in the separation unit 11, stream 10 containing C3+ hydrocarbons, ethane, ethylene, acetylene, methane, hydrogen and carbon monoxide is separated into an upper stream 12 containing ethane, ethylene, acetylene, methane, hydrogen and carbon monoxide , and bottom stream 13 containing C3+ hydrocarbons. In said 2nd embodiment, stream 12 is fed as stream 18 to separation plant 19. In separation plant 19, stream 12 is separated into an overhead stream 20 containing methane, hydrogen and carbon monoxide and a bottom stream 21 containing ethane, ethylene and acetylene. .
Поток 17, содержащий этан, этилен и ацетилен (вышеупомянутый 1-ый вариант реализации), или поток 21, содержащий этан, этилен и ацетилен (вышеупомянутый 2-ой вариант реализации), подают в установку 22 гидрирования ацетилена. В установке 22 гидрирования ацетилена осуществляют гидрирование ацетилена потоком 22а водорода до этилена с получением потока 23, содержащего этан и этилен. Указанный поток 23 подают в разделительную установку 24 (установку разделения С2), где поток 23 разделяют на верхний поток 25, содержащий этилен, и нижний поток 26, содержащий этан.The stream 17 containing ethane, ethylene and acetylene (the aforementioned 1st embodiment) or the stream 21 containing ethane, ethylene and acetylene (the aforementioned 2nd embodiment) is fed to the acetylene hydrogenation unit 22. In the acetylene hydrogenation unit 22, acetylene is hydrogenated with hydrogen stream 22a to ethylene to form stream 23 containing ethane and ethylene. Said stream 23 is fed to a separation unit 24 (separation unit C2), where stream 23 is separated into an overhead stream 25 containing ethylene and a bottom stream 26 containing ethane.
Кроме того, на фиг. 1 поток 28, содержащий этан, и поток 30, содержащий окислительный агент, подают в установку 31, содержащую катализатор ODH и работающую в условиях ODH. Источник этана, подаваемый в установку 2 парового крекинга и установку 31 ODH, может быть одним и тем же или может представлять собой разные источники. В случае одного и того же источника этан из потока 1 можно подавать через поток 29 и поток 28 в установку 31 ODH. Поток 32 продуктов, поступающий из установки 28 ODH, содержит воду, этан, этилен, ацетилен, монооксид углерода, диоксид углерода и уксусную кислоту. Указанный поток 32 подают в установку 33 конденсации воды. В установке 33 конденсации воды посредством конденсации удаляют воду и уксусную кислоту с потоком 34. На фиг. 1 поток 35, поступающий из установки 33 конденсации воды, который содержит этан, этилен, ацетилен, монооксид углерода и диоксид углерода, подают в установку 4 удаления диоксида углерода, которая является частью схемы парового крекинга. Кроме того, перед подачей поток 35 в установку 4 удаления диоксида углерода, поток 35 можно сначала подавать в другую установку удаления диоксида углерода (не показанную наIn addition, in FIG. 1 stream 28 containing ethane and stream 30 containing an oxidizing agent are fed to a unit 31 containing an ODH catalyst and operating under ODH conditions. The source of ethane fed to steam cracker 2 and ODH unit 31 may be the same or may be different sources. In the case of the same source, ethane from stream 1 can be fed through stream 29 and stream 28 to the ODH installation 31. The product stream 32 coming from the ODH plant 28 contains water, ethane, ethylene, acetylene, carbon monoxide, carbon dioxide and acetic acid. The specified stream 32 is served in the installation 33 of the water condensation. In the water condenser unit 33, water and acetic acid are removed by condensation with stream 34. In FIG. 1 stream 35 coming from the water condenser 33, which contains ethane, ethylene, acetylene, carbon monoxide and carbon dioxide, is fed to the carbon dioxide removal unit 4, which is part of the steam cracking scheme. In addition, prior to passing stream 35 to carbon dioxide removal unit 4, stream 35 may first be fed to another carbon dioxide removal unit (not shown in Fig.
- 12 042704 фиг. 1), которая не является частью схемы парового крекинга, и в которой можно удалять относительно более высокое количество диоксида углерода, чем в установке 4 удаления диоксида углерода, например, с применением водного раствора амина в качестве агента для удаления диоксида углерода. Обычно исходящий поток из установки ODH имеет относительно более высокое содержание диоксида углерода, чем исходящий поток из установки парового крекинга. В последнем случае установка 4 удаления диоксида углерода может содержать только блок, в котором диоксид углерода удаляют с помощью водного раствора гидроксида натрия.- 12 042704 fig. 1), which is not part of the steam cracking scheme, and which can remove a relatively higher amount of carbon dioxide than in the carbon dioxide removal unit 4, for example, using an aqueous amine solution as a carbon dioxide removal agent. Typically, the effluent from an ODH unit has a relatively higher carbon dioxide content than the effluent from a steam cracker. In the latter case, the carbon dioxide removal plant 4 may only comprise a unit in which carbon dioxide is removed with an aqueous sodium hydroxide solution.
Кроме того, на фиг. 1 этан из потока 26 можно возвращать в цикл в виде потока 27. Поток 27а, поступающий из потока 27 и содержащий этан, можно подавать в установку 2 парового крекинга. Поток 27b, поступающий из потока 27 и содержащий этан, можно подавать в установку 31 ODH.In addition, in FIG. 1 ethane from stream 26 may be recycled as stream 27. Stream 27a coming from stream 27 containing ethane may be fed to steam cracker 2. Stream 27b coming from the stream 27 and containing ethane, you can serve in the installation 31 ODH.
На фиг. 2 представлена схема парового крекинга и схема окислительного дегидрирования (ODH), интегрированная с указанной схемой парового крекинга. Указанная схема парового крекинга идентична изображенной на фиг. 1. На фиг. 2 схема ODH содержит установку 31 ODH, установку 33 конденсации воды и установку 37 удаления диоксида углерода.In FIG. 2 shows a steam cracking circuit and an oxidative dehydrogenation (ODH) circuit integrated with said steam cracking circuit. Said steam cracking scheme is identical to that shown in FIG. 1. In FIG. 2, the ODH scheme comprises an ODH unit 31, a water condensing unit 33, and a carbon dioxide removal unit 37.
Способ, изображенный на фиг. 2, является таким же, как способ, изображенный на фиг. 1, за исключением того, что поток 35, поступающий из установки 33 конденсации воды, которая является частью схемы ODH, причем указанный поток 35 содержит этан, этилен, ацетилен, монооксид углерода и диоксид углерода, не подают в установку 4 удаления диоксида углерода, которая является частью схемы парового крекинга, а подают как поток 36 в установку 37 удаления диоксида углерода, которая является частью схемы ODH. Агент для удаления диоксида углерода подают в установку 37 удаления диоксида углерода через поток 38. Указанный агент для удаления диоксида углерода может представлять собой водный раствор основания, например, гидроксида натрия или амина. Диоксид углерода удаляют с водным потоком 39. На фиг. 2 поток 40, поступающий из установки 37 удаления диоксида углерода и содержащий этан, этилен, ацетилен, монооксид углерода и воду, подают в сушильную установку 8, которая является частью схемы парового крекинга. На фиг. 2 установка 4 удаления диоксида углерода может содержать только блок, в котором диоксид углерода удаляют с помощью водного раствора гидроксида натрия. Кроме того, на фиг. 2 установка 37 удаления диоксида углерода может содержать блок, в котором диоксид углерода удаляют с помощью водного раствора амина, и следующий блок, в котором диоксид углерода удаляют с помощью водного раствора гидроксида натрия.The method shown in Fig. 2 is the same as the method shown in FIG. 1, except that the stream 35 from the water condenser 33, which is part of the ODH scheme, said stream 35 containing ethane, ethylene, acetylene, carbon monoxide and carbon dioxide, is not fed to the carbon dioxide removal unit 4, which is part of the steam cracking scheme and is fed as stream 36 to the carbon dioxide removal unit 37 which is part of the ODH scheme. The carbon dioxide remover is fed into the carbon dioxide remover 37 via stream 38. Said carbon dioxide remover may be an aqueous solution of a base such as sodium hydroxide or an amine. Carbon dioxide is removed with aqueous stream 39. In FIG. 2, stream 40 coming from carbon dioxide removal unit 37, containing ethane, ethylene, acetylene, carbon monoxide and water, is fed to dryer 8, which is part of the steam cracking circuit. In FIG. 2, the carbon dioxide removal unit 4 may only comprise a unit in which carbon dioxide is removed with an aqueous sodium hydroxide solution. In addition, in FIG. 2, the carbon dioxide removal unit 37 may include a block in which carbon dioxide is removed with an aqueous amine solution and a further block in which carbon dioxide is removed with an aqueous sodium hydroxide solution.
На фиг. 3 представлена схема парового крекинга и схема окислительного дегидрирования (ODH), интегрированная с указанной схемой парового крекинга. Указанная схема парового крекинга идентична изображенной на фиг. 1 и 2. На фиг. 3 схема ODH содержит установку 31 ODH, установку 33 конденсации воды, установку 37 удаления диоксида углерода и сушильную установку 42.In FIG. 3 shows a steam cracking circuit and an oxidative dehydrogenation (ODH) circuit integrated with said steam cracking circuit. Said steam cracking scheme is identical to that shown in FIG. 1 and 2. In FIG. 3, the ODH scheme comprises an ODH unit 31, a water condensing unit 33, a carbon dioxide removal unit 37, and a drying unit 42.
Способ, изображенный на фиг. 3, является таким же, как способ, изображенный на фиг. 2, за исключением того, что поток 40, поступающий из установки 37 удаления диоксида углерода, которая является частью схемы ODH, причем указанный поток 40 содержит этан, этилен, ацетилен и монооксид углерода, не подают в сушильную установку 8, которая является частью схемы парового крекинга, а подают как поток 41 в сушильную установку 42, которая является частью схемы ODH. В сушильной установке 42 воду удаляют с потоком 43. Поток 44, поступающий из сушильной установки, содержит этан, этилен, ацетилен и монооксид углерода. В 1-ом варианте реализации фиг. 3, который соответствует 1-ому варианту реализации, описанному в отношении фиг. 1, поток 44 направляют как поток 45 в разделительную установку 11, которая является частью схемы парового крекинга. Во 2-ом варианте реализации фиг. 3, который соответствует 2-ому варианту реализации, описанному в отношении фиг. 1, поток 44 направляют, как поток 46 в разделительную установку 19, которая является частью схемы парового крекинга.The method shown in Fig. 3 is the same as the method shown in FIG. 2, except that the stream 40 coming from the carbon dioxide removal unit 37 which is part of the ODH scheme, said stream 40 containing ethane, ethylene, acetylene and carbon monoxide, is not fed to the dryer 8 which is part of the steam cracking, but is fed as stream 41 to dryer 42, which is part of the ODH scheme. In dryer 42, water is removed with stream 43. Stream 44 from the dryer contains ethane, ethylene, acetylene, and carbon monoxide. In the 1st embodiment of FIG. 3, which corresponds to the 1st embodiment described with respect to FIG. 1, stream 44 is sent as stream 45 to separation plant 11, which is part of the steam cracking circuit. In the 2nd embodiment of FIG. 3, which corresponds to the 2nd embodiment described with respect to FIG. 1, stream 44 is sent as stream 46 to separation plant 19, which is part of the steam cracking circuit.
На фиг. 1-3 схема парового крекинга может содержать один или более компрессоров (не показанных на фиг. 1-3). Один компрессор может быть расположен между установкой 2 парового крекинга и установкой 4 удаления диоксида углерода. На фиг. 1 указанный компрессор может быть расположен между установкой 2 парового крекинга и точкой объединения потоков 3 и 35. Кроме того, другой компрессор может быть расположен между установкой 4 удаления диоксида углерода и сушильной установкой 8. На фиг. 2 указанный компрессор может быть расположен между сушильной установкой 8 и точкой объединения потоков 7 и 40.In FIG. 1-3, the steam cracking circuit may include one or more compressors (not shown in FIGS. 1-3). One compressor may be located between the steam cracker 2 and the carbon dioxide removal unit 4. In FIG. 1, said compressor may be located between the steam cracker 2 and the merging point of streams 3 and 35. In addition, another compressor may be located between the carbon dioxide removal unit 4 and the dryer 8. In FIG. 2, said compressor may be located between the dryer 8 and the point where streams 7 and 40 merge.
Кроме того, на фиг. 1-3 установка 22 гидрирования ацетилена, которая является частью схемы парового крекинга, может быть расположена в другом положении схемы парового крекинга. На фиг. 1 установка 22 гидрирования ацетилена может быть расположена в любом из следующих положений (не показанных на фиг. 1) : 1) между установкой 4 удаления диоксида углерода и точкой объединения потоков 3 и 35; 2) между установкой 4 удаления диоксида углерода и сушильной установкой 8; 3) между сушильной установкой 8 и разделительной установкой 11; 4) между разделительными установками 11 и 19 (только во 2-ом варианте реализации, описанном в отношении фиг. 1) . На фиг. 2 установка 22 гидрирования ацетилена может быть расположена в любом из следующих положений (не показанных на фиг. 2): 1) между сушильной установкой 8 и точкой объединения потоков 7 и 40; 2) между сушильной установкой 8 и разделительной установкой 11; 3) между разделительными установками 11 и 19 (только во 2-ом варианте реализации, описанном в отношении фиг. 1). На фиг. 3 установка 22 гидрирования ацетиленаIn addition, in FIG. 1-3, the acetylene hydrogenation unit 22, which is part of the steam cracking circuit, may be located at a different location in the steam cracking circuit. In FIG. 1, the acetylene hydrogenation unit 22 may be located in any of the following positions (not shown in FIG. 1): 1) between the carbon dioxide removal unit 4 and the point where streams 3 and 35 are combined; 2) between the carbon dioxide removal unit 4 and the dryer 8; 3) between the drying plant 8 and the separating plant 11; 4) between separation plants 11 and 19 (only in the 2nd embodiment described in relation to FIG. 1). In FIG. 2, the acetylene hydrogenation unit 22 may be located in any of the following positions (not shown in FIG. 2): 1) between dryer 8 and the point where streams 7 and 40 combine; 2) between the drying plant 8 and the separating plant 11; 3) between separation plants 11 and 19 (only in the 2nd embodiment described in relation to FIG. 1). In FIG. 3 acetylene hydrogenation unit 22
--
Claims (10)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP16182435.4 | 2016-08-02 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EA042704B1 true EA042704B1 (en) | 2023-03-16 |
Family
ID=
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3494101B1 (en) | Ethylene production process and chemical complex | |
ES2373545T3 (en) | PROCESS TO PRODUCE A DILUTED ETHYLENE CURRENT AND A DILUTED PROPYLENE CURRENT. | |
RU2446137C1 (en) | Method of producing styrene monomer via oxidative dehydrogenation of ethylbenzene using co2 as soft oxidant | |
NO312026B1 (en) | Integrated process and integrated plant for the production of methanol and ammonia | |
JPS59163340A (en) | Manufacture of acrylic acid from propane | |
KR20070086665A (en) | Method for the production of propene from propane | |
EA026825B1 (en) | Method for producing synthesis gas for methanol production | |
JP2731612B2 (en) | Method for producing nitriles and oxides | |
KR20010070977A (en) | Process for the preparation of styrene and propylene oxide | |
CN110248916B (en) | Process and apparatus for producing olefins | |
CN110099888B (en) | Process and apparatus for producing olefins | |
EP3628041B1 (en) | Oxidative coupling of methane | |
EP1507838B1 (en) | A process to produce a dilute ethylene stream and a dilute propylene stream | |
EA042704B1 (en) | METHOD FOR OBTAINING ETHYLENE AND CHEMICAL COMPLEX FOR OBTAINING ETHYLENE | |
US8388708B2 (en) | Process and device for utilization of soot in POX plants | |
WO2018037315A1 (en) | Integrated method and system for hydrogen and ethylene production | |
US20230295060A1 (en) | Integrated ethylene production process | |
BR112019001830B1 (en) | PROCESS FOR PRODUCING ETHYLENE FROM ETHANE, AND CHEMICAL COMPLEX | |
RU2769515C1 (en) | Method and apparatus for producing pure methanol | |
WO2023247188A1 (en) | Production of ethylene via oxidative dehydrogenation of ethane | |
JP2018500321A (en) | Modification process of cyclohexanone production plant | |
WO2021250002A2 (en) | Thermal oxidative coupling of methane process using renewable energy with possible co-production of hydrogen | |
KR20080096687A (en) | Use of predehydration towers in an ethane oxidation to acetic acid/ethylene process |