ES2989587T3 - Procedimiento para recuperar calor de una separación de hidrocarburos - Google Patents

Procedimiento para recuperar calor de una separación de hidrocarburos Download PDF

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Abstract

Sistemas y procesos para la recuperación de calor asociados con la separación de componentes de hidrocarburos. Se utilizan dos compresores para comprimir una parte de una corriente de vapor de cabeza de una columna de fraccionamiento. Se reduce la presión de la parte líquida de la cabeza comprimida y se utiliza para recuperar calor de una cabeza de otra zona de separación que tiene una columna de fraccionamiento. Una vez que se ha recuperado el calor, la corriente se vuelve a comprimir. El calor recuperado se puede eliminar de la corriente recomprimida en un recalentador de otra columna de fraccionamiento. Las columnas de fraccionamiento pueden comprender un separador desetanizador, un separador de propano-propileno y una columna despropanizadora. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Procedimiento para recuperar calor de una separación de hidrocarburos
Declaración de prioridad
Esta solicitud reivindica prioridad a la solicitud en EE. UU. núm. 62/440111 que fue presentada el 29 de diciembre de 2016.
Campo de la invención
Esta invención se refiere en general a procedimientos y sistemas asociados con la recuperación de calor de un procedimiento de separación de hidrocarburos.
Antecedentes de la invención
El refinado del petróleo y los procesos petroquímicos implican frecuentemente la separación de componentes hidrocarbonados que tienen una estructura y propiedades muy similares.
Por ejemplo, los divisores de propileno-propano comprenden normalmente torres de destilación que se usan para separar corrientes de hidrocarburos en una corriente de propileno de grado polimérico (PGP) como una corriente neta de cabeza y una corriente con propano en un fondo neto. Debido a la baja volatilidad relativa del propileno y el propano, normalmente se usa una torre muy grande con 150 a 250 bandejas. Adicionalmente, la torre también requiere normalmente una relación de reflujo a alimentación de 5 a 10 para realizar la separación. Puesto que la volatilidad relativa del propileno y el propano es tan baja (normalmente de 1,05 a 1,20), el fraccionamiento requiere mucha energía para separar el propileno y el propano en corrientes de componentes de alta pureza.
Normalmente, se utiliza un compresor de bomba de calor para condensar (o eliminar energía) en la cabeza de la columna de fraccionamiento y rehervir (o alimentar energía) en el fondo de la columna porque la presión de vapor de propileno y propano son similares y el calor eliminado de la cabeza de la columna para la condensación puede transferirse o bombearse al fondo de la torre para el rehervido.
En algunos diseños, tales como el diseño descrito en la publicación de patente en EE.UU. núm. 2013/0131417 el cual está asignado al cesionario de la presente invención, un vapor de cabeza procedente de una columna de separación de propileno-propano ("Separador de PP") se envía al compresor de bomba de calor de la primera etapa. La corriente que se separa en el separador de PP es normalmente de un desetanizador anterior. En el compresor de bomba de calor de la primera etapa, el vapor de cabeza del separador de PP se comprime a la presión requerida, normalmente entre 1.034 y 1.724 kPag (150 a 250 psig), que es la temperatura mínima para que un intercambiador de calor condense vapor en el lado caliente y rehierva líquido en el lado frío del intercambiador de calor. El trabajo requerido para rehervir el separador de PP determina el caudal de vapor al rehervidor/condensadores. Puesto que el trabajo de condensación es mayor que el trabajo de rehervido del separador de PP, hay un exceso de vapor de la descarga de la primera etapa que requiere condensación. Este vapor extra se envía a la segunda etapa del compresor de bomba de calor, donde puede comprimirse a una presión que puede condensarse mediante otro intercambiador de calor a una temperatura más caliente. Posteriormente, esta corriente se evapora instantáneamente a través de una válvula a un tambor de succión hasta la presión de cabeza de la columna para proporcionar enfriamiento de efecto Joule-Thomson a la cabeza de la columna y acumular producto líquido de propileno en el tambor de succión. En un sistema de este tipo descrito anteriormente, cuando la corriente de descarga de la segunda etapa se evapora instantáneamente hasta la presión de cabeza de la columna, el vapor resultante de esta evaporación instantánea se vuelve a procesar entonces en la primera etapa y en la segunda etapa de la bomba de calor, secuencialmente. Por lo tanto, la primera etapa del compresor de bomba de calor, que es la etapa de mayor capacidad que requiere más utilidad, necesita procesar el vapor de la cabeza de la columna junto con el vapor de la evaporación instantánea de la descarga de la segunda etapa, aumentando de este modo la capacidad general y el requisito de utilidad del compresor.
Otro sistema para recuperar calor de un separador de PP se describe en la patente de EE.UU. núm. 7.981.256, que también está asignada al cesionario de la presente invención. En el diseño representado en la patente de EE.UU. núm. 7.981.256 se usa un sistema compresor de calor multietapa para transferir calor desde la corriente de cabeza del separador de PP a los rehervidores para el separador de PP. Esta aplicación utiliza al menos tres etapas y aún requiere un sistema de refrigeración externo para el desetanizador anterior.
En otro diseño más se describe en la publicación de patente en EE.UU. núm. 2015/0101921, asignada al solicitante de la presente solicitud, utiliza un único compresor de 2 etapas. El sistema y los procesos descritos en la publicación de patente de EE.UU. núm. 2015/0101921 reconocen que el sistema de refrigeración necesario para condensar el rectificador desetanizador es a menudo caro. Sin embargo, el calor eliminado para la condensación de la cabeza del separador de PP se desperdicia con aire o agua de refrigeración.
El documento GB732411A describe un proceso para la separación de una mezcla gaseosa que contiene etano, etileno, propano y propileno que comprende las siguientes etapas: dos etapas de destilación secuenciales (a saber, una torre de desetanización y una torre de propileno); compresión de una cabeza de olefina desde dicha torre de propileno; uso del calor de una primera parte de dicha cabeza comprimida para rehervir dicha torre de propileno y uso del calor de una segunda parte de dicha cabeza comprimida para rehervir dicha torre de etileno.
Aunque estos diseños son presumiblemente eficaces para sus propósitos previstos, existe una necesidad continua de desarrollar y proporcionar procesos que mejoren la eficiencia energética y la recuperación de calor.
Compendio de la invención
Se han descubierto sistemas y procesos que permiten una recuperación de calor más eficiente asociada con la separación de hidrocarburos que utilizan un compresor de bomba de calor de una sola etapa y un compresor de recuperación de calor de múltiples etapas. Las presentes configuraciones utilizan líquido del tambor de succión de la segunda etapa del compresor de recuperación de calor para condensar el desetanizador. Adicionalmente, el líquido procedente del tambor de succión de la segunda etapa de recuperación de calor se bombea fuera para su almacenamiento como producto líquido de propileno neto (el producto de cabeza neto de columna). El enfriador por agua de refrigeración de propileno puede utilizarse para subenfriar líquido de la salida del rehervidor despropanizador que se evapora instantáneamente de vuelta al tambor de succión de segunda etapa de recuperación de calor. Se contempla que el calor adicional contenido en la corriente se use para rehervir una columna despropanizadora posterior.
En las presentes configuraciones, el vapor de la cabeza de la columna de separación de PP se procesa en el compresor de bomba de calor de una sola etapa. El compresor de bomba de calor es preferiblemente un compresor de tipo centrífugo con control antisobretensión. Se proporciona un tambor de succión de compresor de bomba de calor ya que la cabeza de la columna es muy alta y la distancia entre la cabeza de la columna y la succión del compresor es muy larga y podría dar como resultado un alto tiempo de residencia y una mayor probabilidad de pérdida de calor ambiental. Se usa un compresor de recuperación de calor multietapa separado para recuperar calor de la cabeza del desetanizador y la cabeza del separador de PP y transferirlo al despropanizador para el rehervido. El compresor de recuperación de calor es también un compresor de tipo centrífugo con control antisobretensión. Se prefiere que el compresor de bomba de calor y el compresor de recuperación de calor sean máquinas separadas porque el caudal de vapor del compresor de bomba de calor es más de diez veces el flujo volumétrico del compresor de recuperación de calor. Adicionalmente, tener máquinas separadas permite la flexibilidad para ajustar el trabajo del condensador de cabeza del desetanizador sin cambiar el trabajo del rehervidor separador de PP, manteniendo así las columnas independientes.
En los presentes procesos y sistemas, la presión de cabeza del separador de PP se controla regulando el caudal del compresor de recuperación de calor. Más caudal a través del compresor de recuperación de calor permitirá extraer más trabajo por el hervidor superior del despropanizador y el enfriador por agua de refrigeración de propileno. Esto proporciona un mejor control de la presión de cabeza de la columna. Adicionalmente, el intercambiador de gas de escape del desetanizador se usa para subenfriar el reflujo del separador desetanizador para reducir la carga de vapor en el rectificador desetanizador y reducir el trabajo del condensador rectificador y el trabajo del condensador separador. Finalmente, la temperatura del condensador rectificador desetanizador se controla regulando la presión del tambor de succión de la primera etapa de recuperación de calor. Además, el calor eliminado de la cabeza del desetanizador puede usarse para rehervir el despropanizador. En diseños anteriores, este calor se disipó al aire o al agua de refrigeración.
Por consiguiente, en un aspecto, la presente invención puede caracterizarse como un proceso para separar hidrocarburos y recuperar calor que comprende separar una corriente que comprende hidrocarburos C4 en una primera zona de separación en una corriente de cabeza y una corriente de fondo C3+; separar la corriente de fondo C3+ en una segunda zona de separación en una corriente de cabeza de propileno y una corriente de fondo que comprende propano; comprimir la corriente de cabeza de propileno en una primera zona de compresión configurada para proporcionar una corriente de cabeza de propileno comprimido; recuperar calor de una primera porción de la corriente de cabeza de propileno comprimido en una zona de intercambio de calor asociada con la segunda zona de separación; condensar una segunda porción de la corriente de cabeza de propileno comprimido en un recipiente de separación, proporcionando el recipiente de separación una corriente de vapor de propileno y una corriente líquida de propileno; reducir una presión de al menos una porción de la corriente líquida de propileno para proporcionar una corriente de presión reducida; recuperar calor con la corriente de presión reducida en una segunda zona de intercambio de calor, estando la segunda zona de intercambio de calor asociada con la primera zona de separación y configurada para condensar una porción de la corriente de cabeza y proporcionar una corriente de propileno vaporizado; comprimir la corriente de propileno vaporizado en una segunda zona de compresión configurada para proporcionar una corriente de propileno recomprimido; y mezclar la corriente de propileno recomprimido con la segunda porción de la corriente de cabeza de propileno comprimido en el recipiente de separación.
Por consiguiente, en otro aspecto, la presente invención puede caracterizarse como un proceso para separar hidrocarburos y recuperar calor que comprende separar una corriente que comprende en una primera zona de separación configurada para separar la corriente en una corriente de cabeza y una corriente de fondo C3+; pasar la corriente de fondo C3+ a una segunda zona de separación configurada para separar la corriente de fondo C3+ y proporcionar una corriente de cabeza de propileno y una corriente de fondo, incluyendo la corriente de fondo propano; pasar la corriente de fondo de la segunda zona de separación a una tercera zona de separación; pasar la corriente de cabeza de propileno a una primera zona de compresión configurada para comprimir la corriente de cabeza de propileno y proporcionar una corriente de cabeza de propileno comprimido; pasar una primera porción de la corriente de cabeza de propileno comprimido a una zona de intercambio de calor asociada con la segunda zona de separación configurada para eliminar calor de la primera porción de la corriente de cabeza de propileno comprimido; Pasar una segunda porción de la corriente de cabeza de propileno comprimido a un recipiente de separación configurado para permitir que la segunda porción de la corriente de cabeza de propileno comprimido se enfríe y separe en una corriente de vapor de propileno y una corriente de propileno líquido; reducir una presión de al menos una porción de la corriente de propileno líquido para proporcionar una corriente de presión reducida, comprendiendo la corriente de presión reducida una mezcla de líquido y vapor; pasar la corriente de presión reducida a una segunda zona de intercambio de calor asociada con la primera zona de separación y configurada para vaporizar líquido en la corriente de presión reducida y proporcionar una corriente de propileno vaporizado, en donde la segunda zona de intercambio de calor también recibe una porción de la corriente de cabeza de la primera zona de separación; pasar la corriente de propileno vaporizado a una segunda zona de compresión configurada para comprimir la corriente de propileno vaporizado y proporcionar una corriente de propileno recomprimido; y, pasar la corriente de propileno recomprimido al recipiente de separación.
En otro aspecto más, la presente invención puede caracterizarse como un sistema para separar hidrocarburos y recuperar calor que comprende una primera zona de separación que comprende una columna de fraccionamiento configurada para recibir y separar una corriente en una corriente de cabeza y una corriente de fondo C3+; una segunda zona de separación que comprende una columna de fraccionamiento configurada para recibir y separar la corriente de fondo C3+ y proporcionar una corriente de cabeza de propileno y una corriente de fondo, comprendiendo la corriente de fondo propano; una primera zona de compresión configurada para comprimir la corriente de cabeza de propileno y proporcionar una corriente de cabeza de propileno comprimido; una zona de intercambio de calor asociada con la segunda zona de separación y configurada para eliminar calor de la primera porción de la corriente de cabeza de propileno comprimido; un recipiente de separación configurado para recibir y separar una segunda porción de la corriente de cabeza de propileno comprimido en una corriente de vapor de propileno y una corriente de propileno líquido; una válvula configurada para recibir una porción de la corriente de propileno líquido y proporcionar una corriente de presión reducida; una segunda zona de intercambio de calor, la segunda zona de intercambio de calor asociada con la primera zona de separación y configurada para calentar la porción de presión reducida y proporcionar una corriente de propileno vaporizado; una segunda zona de compresión configurada para comprimir la corriente de presión reducida y la corriente de propileno de vapor y proporcionar una corriente de propileno recomprimido; y una o más líneas configuradas para pasar la corriente de propileno recomprimido al recipiente de separación.
Aspectos, objetos, realizaciones y detalles adicionales de la invención se exponen en la siguiente descripción detallada de la invención.
Breve descripción de los dibujos
En los dibujos:
La Figura 1 representa un sistema y diagrama de flujo de proceso de un proceso según una o más realizaciones de la presente invención; y
La Figura 2 representa una parte de un diagrama de flujo de proceso según una o más realizaciones de la presente invención.
Definiciones
Como se representa, las líneas de flujo del proceso en las figuras pueden denominarse, indistintamente, como, por ejemplo, líneas, tuberías, bifurcaciones, distribuidores, corrientes, efluentes, alimentaciones, productos, porciones, catalizadores, extracciones, reciclados, succiones, descargas y cáusticos.
Como se usa en la presente memoria, el término "zona" puede referirse a un área que incluye uno o más elementos de equipo y/o una o más subzonas. Los elementos de equipo pueden incluir uno o más reactores o recipientes de reactor, calentadores, intercambiadores, tuberías, bombas, compresores y controladores. Adicionalmente, un elemento de equipo, tal como un reactor, secador o recipiente, puede incluir además una o más zonas o subzonas.
Como se usa en la presente memoria, el término "vapor" puede significar un gas o una dispersión que puede incluir o consistir en uno o más hidrocarburos.
Como se usa en la presente memoria, el término "corriente" puede incluir diversas moléculas de hidrocarburo y otras sustancias. Además, el término "corriente que comprende hidrocarburos Cx" o "corriente que comprende olefinas Cx" puede incluir una corriente que comprende moléculas hidrocarbonadas o de olefina, respectivamente, con un número "x" de átomos de carbono, adecuadamente una corriente con una mayoría de hidrocarburos u olefinas, respectivamente, con un número "x" de átomos de carbono y preferiblemente una corriente con al menos un 75 % en peso de moléculas hidrocarbonadas, respectivamente, con un número "x" de átomos de carbono. Además, el término "corriente que comprende hidrocarburos Cx+" o "corriente que comprende olefinas Cx+" puede incluir una corriente que comprende una mayoría de moléculas hidrocarbonadas o de olefina, respectivamente, con más o igual a "x" átomos de carbono y adecuadamente menos del 10%en peso y preferiblemente menos del 1%en peso de moléculas hidrocarbonadas o de olefina, respectivamente, con x-1 átomos de carbono. Por último, el término "corriente Cx-" puede incluir una corriente que comprende una mayoría de moléculas hidrocarbonadas o de olefina, respectivamente, con menos de o igual a "x" átomos de carbono y adecuadamente menos de 10 % en peso y preferiblemente menos de 1 % en peso de moléculas hidrocarbonadas o de olefina, respectivamente, con x+1 átomos de carbono.
Como se usa en la presente memoria, el término "corriente de cabeza" puede significar una corriente retirada en o cerca de la parte superior de un recipiente, tal como una columna.
El término "columna" significa una columna o columnas de destilación para separar uno o más componentes de diferentes volatilidades. A menos que se indique lo contrario, cada columna incluye un condensador en una cabeza de la columna para condensar el vapor de cabeza y poner a reflujo una porción de una corriente de cabeza de vuelta a la parte superior de la columna. También se incluye un rehervidor en el fondo de la columna para vaporizar y enviar una porción de una corriente del fondo de vuelta al fondo de la columna para suministrar energía de fraccionamiento. Las alimentaciones a las columnas pueden precalentarse. La presión de la parte superior es la presión del vapor de cabeza a la salida de la columna. La temperatura del fondo es la temperatura de salida del fondo del líquido. Las líneas de cabeza y las líneas de fondo se refieren a las líneas netas desde la columna más abajo del reflujo o rehervido a la columna.
Como se usa en la presente memoria, el término "corriente de fondo" puede significar una corriente retirada en o cerca de un fondo de un recipiente, tal como una columna.
Descripción detallada de la invención
Se ha desarrollado un método que permite una separación más eficiente de diversos hidrocarburos aumentando la recuperación de calor de los mismos. En una aplicación específica de la presente invención, la innovación se usa en asociación con un desetanizador y un separador de PP. El desetanizador requiere un sistema de condensación refrigerado para recuperar el material C3 y rechazar el material C2 como vapor. La separación se realiza a alta presión (2.758 kPag (400 psig)) para mantener el material en fase líquida en el receptor de cabeza. El sistema de refrigeración del desetanizador es normalmente un sistema montado sobre un patín que consiste en un compresor de 2 etapas, dos tambores de desacoplamiento, acumulador y enfriador (intercambiador refrigerado por aire o refrigerado por agua). Normalmente, esta es una unidad adicional a comprar, que puede añadirse al gasto de capital general y a la complejidad del sistema aumentando el recuento de equipos de la planta. Además, normalmente estas unidades de refrigeración pueden utilizar compresores de tornillo inundados con aceite para algunas unidades de deshidrogenación catalítica que procesan menos de 500 kmta (mil toneladas métricas por año). Estos compresores de tornillo normalmente no son tan fiables como los compresores centrífugos.
Por consiguiente, los presentes procesos y sistemas utilizan el sistema de cabeza del separador de PP para condensar la cabeza del rectificador del desetanizador en lugar de utilizar una unidad de refrigeración deslizante modular separada. La unidad de refrigeración usa comúnmente propileno como refrigerante que está disponible en la cabeza del separador de PP. Para este esquema integrado, se prefieren dos compresores: un compresor de bomba de calor usado para rehervir el separador de PP y condensar el material de reflujo primario para el separador de PP; y un compresor de recuperación de calor que condensa el reflujo secundario del separador de PP y el material de cabeza neta y también condensa el material de cabeza del rectificador del desetanizador. Es deseable tener estos compresores en máquinas separadas porque el caudal de vapor al compresor de la bomba de calor es mucho mayor que el caudal de vapor al compresor de recuperación de calor. Adicionalmente, el uso de compresores separados proporciona un mejor control si el trabajo del desetanizador necesita ajustarse sin que el separador de PP se vea afectado.
El calor de la condensación de estas dos columnas puede recuperarse y transferirse a un despropanizador como calor de rehervido. La extracción de calor de la cabeza del rectificador del desetanizador permite transferir más calor al hervidor de recuperación de calor del despropanizador para reducir el consumo de vapor de LP del despropanizador. Se cree que esto da como resultado una reducción significativa de la utilidad así como una reducción en los costes de capital. Estos y otros beneficios se apreciarán en vista de la siguiente descripción de algunas de las realizaciones de la presente invención.
Con referencia a la Figura 1, se describirá la presente invención, con referencia a un sistema designado en general con 10. Como se muestra, una corriente de alimentación 12 que comprende hidrocarburos a separar se pasa a una primera zona de separación 14. La corriente de alimentación 12 puede comprender un efluente líquido de, por ejemplo, una unidad de separación criogénica, y que comprende hidrocarburos C4-.
En una realización preferida, la primera zona de separación 14 comprende al menos una columna de fraccionamiento 16 para separar hidrocarburos en la corriente de alimentación 12 en base al punto de ebullición. En una realización más preferida, la columna de fraccionamiento 16 en la primera zona de separación 14 comprende una columna de separación desetanizadora (o separador desetanizador). El propósito de la sección 14 es eliminar los hidrocarburos C2- y el material más ligero de los hidrocarburos C3+.
Como se sabe, la columna de fraccionamiento 16, tal como la columna de separación del desetanizador, se opera en condiciones para separar los hidrocarburos en la corriente de alimentación 12 en una corriente de vapor de cabeza 18 y una corriente de fondo 20. En al menos una realización, la columna de fraccionamiento 16 se opera con una presión de cabeza de 2.930 kPag (425 psig). Desde una columna de separación desetanizadora, la corriente de fondo 20 comprenderá hidrocarburos C3+, y la corriente de vapor de cabeza 18 comprenderá principalmente hidrocarburos C2-, pero probablemente incluirá algunos hidrocarburos C3+.
Por consiguiente, para recuperar algunos de los hidrocarburos más pesados de la corriente de vapor de cabeza 18, la corriente de vapor de cabeza 18 puede enfriarse con, por ejemplo, agua de enfriamiento (o enfriamiento por aire) en un intercambiador de calor 22 para proporcionar una corriente de cabeza 24 parcialmente condensada. La corriente 24 parcialmente condensada se pasa a otra columna de fraccionamiento 26 en la primera zona de separación 14, por ejemplo un rectificador del desetanizador, en el que los componentes de la corriente 24 parcialmente condensada pueden disociarse en una fase líquida y una fase de vapor en el fondo de la segunda columna de fraccionamiento 26. El vapor se fraccionará adicionalmente en la segunda columna de fraccionamiento 26 donde el material C2- se eliminará del material C3. Una corriente líquida de cabeza 28 de la segunda columna de fraccionamiento 26 puede hacerse pasar de vuelta a la primera columna de fraccionamiento 16 como reflujo a la columna de separación. Una corriente de vapor 30 de la segunda columna de fraccionamiento 26 se condensa en una zona de intercambio de calor 32 donde una corriente líquida 34a (que contiene hidrocarburos C3) se puede poner a reflujo de vuelta a la segunda columna de fraccionamiento 26, mientras que una corriente de gas de escape 34b, que comprende componentes C2-y más ligeros, se puede procesar adicionalmente.
Es deseable utilizar un sistema de dos columnas para la primera zona de separación 14 con un enfriador de aire o agua entre ellas (en el intercambiador de calor 22) para reducir el trabajo de refrigeración requerido para la zona de intercambio de calor 32 para la corriente de vapor 30. Sin embargo, también se contempla un diseño con una sola columna que incorpora ambas columnas de fraccionamiento 26, 16 juntas sin enfriamiento intermedio en el intercambiador de calor 22. En un sistema de una sola columna para la primera zona de separación 14 sin enfriamiento intermedio, el trabajo de refrigeración requerido de la zona de intercambio de calor 32 sería mayor. Puesto que el trabajo de refrigeración es normalmente más caro que el enfriamiento con aire o agua, puede ser deseable económicamente utilizar el sistema de dos columnas para la primera zona de separación 14 como se representa.
Como se ha descrito al principio anteriormente, normalmente la zona de intercambio de calor 32 utiliza un sistema de condensación refrigerado en la corriente de vapor 30 de la segunda columna de fraccionamiento 26 y un tambor de separación de vapor/líquido. En los presentes procesos y sistemas, la condensación de la corriente de vapor 30 de la segunda columna de fraccionamiento 26 se logra con una unidad de refrigeración separada que usa propileno o más ligero como medio de intercambio de calor.
Más específicamente, volviendo a la columna de fraccionamiento 16, la corriente de fondo 20 de la primera zona de separación 14 se pasa a una segunda zona de separación 36. La segunda zona de separación 36 comprende al menos una columna de fraccionamiento 38 para separar hidrocarburos en la corriente de fondo 20 de la columna de fraccionamiento 16 en la primera zona de separación 14 en base a la volatilidad relativa. En una realización más preferida, la columna de fraccionamiento 38 en la segunda zona de separación 36 comprende una columna de separación de propileno-propano para producir propileno de grado polimérico en la cabeza neta y propano en el fondo neto.
Como se sabe, la columna de fraccionamiento 38 de la segunda zona de separación 36, tal como la columna de separación de propileno-propano, se opera en condiciones para separar los hidrocarburos en la corriente de fondo 20 de la columna de fraccionamiento 16 en la primera zona de separación 14 en otra corriente de vapor de cabeza 40 y otra corriente de fondo 42. En al menos una realización, la columna de fraccionamiento 38 se opera con una presión de cabeza de 689 kPag (100 psig). Desde una columna de separación de propileno-propano, la corriente de fondo 42 comprenderá al menos 90 % en peso de propano e hidrocarburos más pesados y la corriente de vapor de cabeza 40 comprenderá una corriente de cabeza de propileno. La corriente de fondo 42 de la segunda zona de separación 36 puede hacerse pasar a otra zona de separación 100 (véase la Figura 2) que puede comprender una columna despropanizadora 102, descrita con más detalle a continuación.
Las porciones restantes de la descripción se referirán a una realización en la que la columna de fraccionamiento 38 en la segunda zona de separación 36 comprende un separador de PP; sin embargo, esto no pretende ser limitante.
La corriente de vapor de cabeza 40 o la corriente de cabeza de propileno de la columna de fraccionamiento 38 en la segunda zona de separación 36 se pasa a un tambor de eliminación de líquidos 44, y luego a una primera zona de compresión 46. La primera zona de compresión 46 incluye un compresor de bomba de calor 48 de una sola etapa que produce una salida que incluye principalmente propileno y comprende una corriente de propileno comprimido 50. El compresor de bomba de calor 48 comprimirá la corriente de vapor de cabeza 40 de la columna de fraccionamiento 38 en la segunda zona de separación 36 hasta 1.207 kPag (175 psig) para formar la corriente de propileno comprimido 50.
La corriente de propileno comprimido 50 se divide en al menos dos porciones 50a, 50b, haciéndose pasar del 75 al 90 % (por ejemplo, la primera porción 50a) por una zona de intercambio de calor 52 para recuperar y transferir calor (o bomba de calor) desde la corriente de propileno comprimido 50. Más específicamente, el calor del lado caliente de un intercambiador de calor 54 en la zona de intercambio de calor 52 se transfiere al lado frío y sirve como una fuente de calor para rehervir la columna de fraccionamiento 38 en la segunda zona de separación 36. El intercambiador de calor 54, así como otros intercambiadores de calor analizados en la presente memoria, también pueden ser de cualquier diseño convencional, siendo un ejemplo un diseño de carcasa en tubo de flujo cruzado (carcasa TEMA X) y otro ejemplo que usa tecnologías de alta transferencia de calor tales como Highflux™ (disponible de UOP, Des Plaines, IL) o intercambiadores de tipo plato. El vapor en la salida del lado caliente del intercambiador de calor 54 se condensa completamente y se pasa de vuelta a la columna de fraccionamiento 38 en la segunda zona de separación 36 como material de reflujo primario. La salida del intercambiador de calor 54 puede incluir una caída de presión de 34 a 172 kPa (5 a 25 psi), a través de una válvula 55, para controlar el flujo de la primera porción 50a de la corriente de propileno comprimido 50 de vuelta a la columna de fraccionamiento 38 en la segunda primera zona de separación 36.
La segunda porción 50b de la corriente de propileno comprimido 50 (preferiblemente el 10 a 25 % restante) evita la zona de intercambio de calor 52 y se pasa a un recipiente de separación 56, que comprende preferiblemente un tambor de succión de segunda etapa, que tiene una presión de funcionamiento de 1.241 kPag (175 psig). En el recipiente de separación 56, la corriente de propileno comprimido 50 se enfriará, por ejemplo, por contacto con otra corriente (analizada a continuación), dando como resultado que se condense una parte del vapor en el recipiente de separación 56. Por lo tanto, el recipiente de separación 56 proporcionará una corriente de vapor de propileno 58 y una corriente de propileno líquido 60.
Una porción 60a de la corriente de propileno líquido 60 puede recuperarse (como el producto de cabeza neto). Adicionalmente, otra porción 60b de la corriente de propileno líquido 60 puede hacerse pasar de vuelta a la columna de fraccionamiento 38 en la segunda zona de separación 36 a través de una línea debido a la diferencia de presión entre el recipiente de separación 56 y la presión de cabeza de la columna de fraccionamiento 38 en la segunda zona de separación 36 como reflujo secundario. Una válvula 57 puede reducir la presión de la segunda porción 60b de la corriente de propileno líquido 60. Una tercera porción 60c de la corriente de propileno líquido 60 se evapora instantáneamente a una presión más baja (entre 138 y 345 kPag (20-50 psig)) a través de, por ejemplo, una válvula 61 para proporcionar una corriente de presión reducida 63 que puede utilizarse entonces para recuperar calor de la primera zona de separación 14. Esto sustituirá a la unidad de refrigeración descrita anteriormente.
Volviendo a la Figura 1, en el procesado representado, la corriente de presión reducida 63 se pasa desde la válvula 61 a un intercambiador de calor 62 para asociarse con la corriente de vapor 30 de la primera zona de separación 14 analizada anteriormente. La corriente de presión reducida 63 contendrá normalmente una mezcla de líquido y vapor. En el intercambiador de calor 62, la porción líquida de la porción de presión reducida 63 se vaporizará, preferiblemente, en el lado de la carcasa de un intercambiador de calor de caldera (carcasa TEMA K). Una corriente de propileno vaporizado 64 puede pasarse desde el intercambiador de calor 62 a un tambor de succión 66 de etapa, descrito a continuación. Adicionalmente, como se ha descrito anteriormente, en la zona de intercambio de calor 32 que tiene el intercambiador de calor 62, una porción de la corriente de vapor 30 se condensará y se pasará de nuevo en la corriente 34a, a la segunda columna de fraccionamiento 26 en la primera zona de separación 14.
La corriente de propileno vaporizado 64 se pasa al tambor de succión 66 de segunda etapa (con una presión entre 138 y 345 kPag (20-50 psig)), y después a una segunda zona de compresión 68 que tiene un compresor de recuperación de calor 70. El compresor de recuperación de calor 70 también puede procesar una porción de la corriente de vapor de propileno 58 del recipiente de separación 56. En el compresor de recuperación de calor 70, las corrientes de vapor 58, 64 se comprimirán a 2.689 kPag (390 psi). Desde el compresor de recuperación de calor 70, una corriente de propileno recomprimido 72 puede devolverse al recipiente de separación 56. Sin embargo, puesto que la corriente de propileno recomprimido 72 contiene calor recuperable, se prefiere que el calor de la corriente de propileno recomprimido 72 se recupere primero.
Por ejemplo, el calor de la corriente de propileno recomprimido 72 puede recuperarse o eliminarse en una zona de intercambio de calor 74. Preferiblemente, con referencia a la Figura 2, la zona de intercambio de calor 74 está asociada con un rehervidor de una columna despropanizadora 102. La columna despropanizadora 102 se usa normalmente para separar la corriente de fondo 42 de la columna de fraccionamiento 36 en la segunda zona de separación 36.
La columna despropanizadora 102, que es ejemplar, produce una corriente de fondo 104 de columna que contiene componentes C4+ y una corriente de cabeza 120 neta que comprende material C3-. Una corriente de retorno del rehervidor 106 se devuelve a la columna despropanizadora 102 después de que se haya vaporizado en un rehervidor de vapor 108.
Una corriente de cabeza 110 de la columna despropanizadora 102 se enfría en un intercambiador de calor 112 y se envía a un receptor de cabeza de columna 114. Una corriente condensada 116 se separa en una corriente de reflujo 118 enviada a la columna despropanizadora 102 y una corriente de propano 120 que puede recuperarse.
La zona de intercambio de calor 74 que se utiliza para recuperar calor de la corriente de propileno recomprimido 72 comprende preferiblemente un rehervidor 122 que alimenta una bandeja acumuladora de líquido 124. La corriente de propileno recomprimido 72 se usa para calentar una corriente de reciclaje 126 en el rehervidor 122 para proporcionar calor a la columna despropanizadora 102. Esta es meramente una configuración ejemplar.
Volviendo a la Figura 1, se puede usar otra zona de intercambio de calor 76, por ejemplo, una asociada con un enfriador por agua de refrigeración del separador de PP para subenfriar la corriente de propileno recomprimido 72 antes de que la corriente de propileno recomprimido 72 se pase al recipiente de separación 56 como se ha analizado anteriormente. El intercambiador de calor 76 se usa para eliminar el calor residual del proceso y es normalmente un intercambiador enfriado por aire o enfriado por agua. En el recipiente de separación 56 de vapor/líquido, la corriente de cabeza de C3 recomprimida 72 se separará como se ha analizado anteriormente.
Se cree que los procesos y sistemas según una o más realizaciones descritas en la presente memoria proporcionan una recuperación de calor más eficiente, así como un ahorro en el capital requerido para implementar los procesos y sistemas.
Los expertos en la técnica deberían apreciar y entender que otros diversos componentes tales como válvulas, bombas, filtros, enfriadores, etc. no se muestran en los dibujos ya que se cree que los detalles de los mismos están dentro del conocimiento de los expertos en la técnica y una descripción de los mismos no es necesaria para poner en práctica o entender las realizaciones de la presente invención.
Realizaciones específicas
Aunque lo siguiente se describe junto con realizaciones específicas, se entenderá que esta descripción pretende ilustrar y no limitar el alcance de la descripción anterior y las reivindicaciones adjuntas.
Una primera realización de la invención es un proceso para separar hidrocarburos y recuperar calor que comprende separar una corriente que comprende hidrocarburos C4- en una primera zona de separación en una corriente de cabeza y una corriente de fondo C3+; separar la corriente de fondo C3+ en una segunda zona de separación en una corriente de cabeza de propileno y una corriente de fondo que comprende propano; comprimir la corriente de cabeza de propileno en una primera zona de compresión configurada para proporcionar una corriente de cabeza de propileno comprimido; recuperar calor de una primera porción de la corriente de cabeza de propileno comprimido en una zona de intercambio de calor asociada con la segunda zona de separación; condensar una segunda porción de la corriente de cabeza de propileno comprimido en un recipiente de separación, proporcionando el recipiente de separación una corriente de vapor de propileno y una corriente líquida de propileno; reducir una presión de al menos una porción de la corriente de líquido de propileno para proporcionar una corriente de presión reducida; recuperar calor con la corriente de presión reducida en una segunda zona de intercambio de calor, estando la segunda zona de intercambio de calor asociada con la primera zona de separación y configurada para condensar una porción de la corriente de cabeza y proporcionar una corriente de propileno vaporizado; comprimir la corriente de propileno vaporizado en una segunda zona de compresión configurada para proporcionar una corriente de propileno recomprimido; y mezclar la corriente de propileno recomprimido con la segunda porción de la corriente de cabeza de propileno comprimido en el recipiente de separación. Una realización de la invención es una, cualquiera o todas las realizaciones anteriores en este párrafo hasta la primera realización en este párrafo que comprende además comprimir la corriente de vapor de propileno desde el recipiente de separación en la segunda zona de compresión. Una realización de la invención es una, cualquiera o todas las realizaciones anteriores en este párrafo hasta la primera realización en este párrafo que comprende además eliminar calor de la corriente de propileno recomprimido antes de que la corriente de propileno recomprimido se mezcle con la segunda porción de la corriente de cabeza de propileno comprimido en el recipiente de separación. Una realización de la invención es una, cualquiera o todas las realizaciones anteriores en este párrafo hasta la primera realización en este párrafo en donde el calor se elimina de la corriente de propileno recomprimido en una tercera zona de intercambio de calor asociada con una tercera zona de separación configurada para recibir la corriente de fondo de la segunda zona de separación 36. Una realización de la invención es una, cualquiera o todas las realizaciones anteriores en este párrafo hasta la primera realización en este párrafo que comprende además separar la primera porción de la corriente de cabeza de propileno comprimido en una columna de fraccionamiento en la segunda zona de separación. Una realización de la invención es una, cualquiera o todas las realizaciones anteriores en este párrafo hasta la primera realización en este párrafo que comprende además recuperar una segunda porción de la corriente líquida de propileno como una corriente de producto de propileno. Una realización de la invención es una, cualquiera o todas las realizaciones anteriores en este párrafo hasta la primera realización en este párrafo que comprende además poner a reflujo una tercera porción de la corriente líquida de propileno desde el recipiente de separación hasta una columna de fraccionamiento en la segunda zona de separación. Una realización de la invención es una, cualquiera o todas las realizaciones anteriores en este párrafo hasta la primera realización en este párrafo en donde la primera zona de separación comprende dos columnas de fraccionamiento, y en donde la segunda zona de separación comprende una columna de fraccionamiento. Una realización de la invención es una, cualquiera o todas las realizaciones anteriores en este párrafo hasta la primera realización en este párrafo que comprende además transferir calor de la corriente de propileno recomprimido a una tercera zona de separación configurada para recibir la corriente de fondo de la segunda zona de separación.
Una segunda realización de la invención es un proceso para separar hidrocarburos y recuperar calor que comprende separar una corriente que comprende en una primera zona de separación configurada para separar la corriente en una corriente de cabeza y una corriente de fondo C3+; pasar la corriente de fondo C3+ a una segunda zona de separación configurada para separar la corriente de fondo C3+ y proporcionar una corriente de cabeza de propileno y una corriente de fondo, incluyendo la corriente de fondo propano; pasar la corriente de fondo de la segunda zona de separación a una tercera zona de separación; pasar la corriente de cabeza de propileno a una primera zona de compresión configurada para comprimir la corriente de cabeza de propileno y proporcionar una corriente de cabeza de propileno comprimido; pasar una primera porción de la corriente de cabeza de propileno comprimido a una zona de intercambio de calor asociada con la segunda zona de separación configurada para eliminar calor de la primera porción de la corriente de cabeza de propileno comprimido; pasar una segunda porción de la corriente de cabeza de propileno comprimido a un recipiente de separación configurado para permitir que la segunda porción de la corriente de cabeza de propileno comprimido se enfríe y se separe en una corriente de propileno de vapor y una corriente de propileno líquido; reducir una presión de al menos una parte de la corriente de propileno líquido para proporcionar una corriente de presión reducida, comprendiendo la corriente de presión reducida una mezcla de líquido y vapor; pasar la corriente de presión reducida a una segunda zona de intercambio de calor asociada con la primera zona de separación y configurada para vaporizar líquido en la corriente de presión reducida y proporcionar una corriente de propileno vaporizado, en donde la segunda zona de intercambio de calor también recibe una porción de la corriente de cabeza de la primera zona de separación; pasar la corriente de propileno vaporizado a una segunda zona de compresión configurada para comprimir la corriente de propileno vaporizado y proporcionar una corriente de propileno recomprimido; y, pasar la corriente de propileno recomprimido al recipiente de separación. Una realización de la invención es una, cualquiera o todas las realizaciones anteriores en este párrafo hasta la segunda realización en este párrafo que comprende además pasar la corriente de vapor de propileno desde el recipiente de separación hasta la segunda zona de compresión. Una realización de la invención es una, cualquiera o todas las realizaciones anteriores en este párrafo hasta la segunda realización en este párrafo que comprende además eliminar calor de la corriente de propileno recomprimido antes de que el propileno se pase al recipiente de separación. Una realización de la invención es una, cualquiera o todas las realizaciones anteriores en este párrafo hasta la segunda realización en este párrafo que comprende además pasar la corriente de propileno recomprimido a una tercera zona de intercambio de calor asociada con la tercera zona de separación; y, después pasar la corriente de propileno recomprimido desde la tercera zona de intercambio de calor al recipiente de separación. Una realización de la invención es una, cualquiera o todas las realizaciones anteriores en este párrafo hasta la segunda realización en este párrafo que comprende además pasar la primera porción de la corriente de cabeza de propileno comprimido desde la primera zona de intercambio de calor hasta una columna de fraccionamiento en la segunda zona de separación. Una realización de la invención es una, cualquiera o todas las realizaciones anteriores en este párrafo hasta la segunda realización en este párrafo que comprende además recuperar una segunda porción de la corriente de propileno líquido como una corriente de producto de propileno. Una realización de la invención es una, cualquiera o todas las realizaciones anteriores en este párrafo hasta la segunda realización en este párrafo que comprende además pasar una tercera porción de la corriente de propileno líquido a una columna de fraccionamiento en la segunda zona de separación. Una realización de la invención es una, cualquiera o todas las realizaciones anteriores en este párrafo hasta la segunda realización en este párrafo en donde la primera zona de separación comprende una columna de fraccionamiento, y en donde la segunda zona de separación comprende una columna de fraccionamiento. Una realización de la invención es una, cualquiera o todas las realizaciones anteriores en este párrafo hasta la segunda realización en este párrafo que comprende además eliminar calor de la corriente de propileno recomprimido antes de que el propileno se pase al recipiente de separación.
Una tercera realización de la invención es un sistema para separar hidrocarburos y recuperar calor que comprende una primera zona de separación que comprende una columna de fraccionamiento configurada para recibir y separar una corriente en una corriente de cabeza y una corriente de fondo C3+; una segunda zona de separación que comprende una columna de fraccionamiento configurada para recibir y separar la corriente de fondo C3+ y proporcionar una corriente de cabeza de propileno y una corriente de fondo, comprendiendo la corriente de fondo propano; una primera zona de compresión configurada para comprimir la corriente de cabeza de propileno y proporcionar una corriente de cabeza de propileno comprimido; una zona de intercambio de calor asociada con la segunda zona de separación y configurada para eliminar calor de la primera porción de la corriente de cabeza de propileno comprimido; un recipiente de separación configurado para recibir y separar una segunda porción de la corriente de cabeza de propileno comprimido en una corriente de vapor de propileno y una corriente de propileno líquido; una válvula configurada para recibir una porción de la corriente de propileno líquido y proporcionar una corriente de presión reducida; una segunda zona de intercambio de calor, la segunda zona de intercambio de calor asociada con la primera zona de separación y configurada para calentar la porción de presión reducida y proporcionar una corriente de propileno vaporizado; una segunda zona de compresión configurada para comprimir la corriente de presión reducida y la corriente de propileno de vapor y proporcionar una corriente de propileno recomprimido; y una o más líneas configuradas para pasar la corriente de propileno recomprimido al recipiente de separación. Una realización de la invención es una, cualquiera o todas las realizaciones anteriores en este párrafo hasta la tercera realización en este párrafo que comprende además una tercera zona de intercambio de calor configurada para eliminar calor de la corriente de propileno recomprimido, la tercera zona de intercambio de calor dispuesta entre el recipiente de separación y la segunda zona de compresión.
En lo anterior, todas las temperaturas se indican en grados Celsius y todas las partes y porcentajes son en peso, a menos que se indique lo contrario.
Aunque se ha presentado al menos una realización ejemplar en la descripción detallada anterior de la invención, debe apreciarse que existe un gran número de variaciones. También debe apreciarse que la realización ejemplar o realizaciones ejemplares son solo ejemplos, y no pretenden limitar el alcance, aplicabilidad o configuración de la invención de ninguna manera. Más bien, la descripción detallada anterior proporcionará a los expertos en la técnica un mapa de carreteras conveniente para implementar una realización ejemplar de la invención, entendiéndose que pueden realizarse diversos cambios en la función y disposición de los elementos descritos en una realización ejemplar sin apartarse del alcance de la invención tal como se expone en las reivindicaciones adjuntas.

Claims (10)

REIVINDICACIONES
1. Un proceso de separación de hidrocarburos y de recuperación de calor, que comprende:
separar una corriente que comprende hidrocarburos C4- en una primera zona de separación en una corriente de cabeza y una corriente de fondo C3+;
separar la corriente de fondo C3+ en una segunda zona de separación en una corriente de cabeza de propileno y una corriente de fondo que comprende propano;
comprimir la corriente de cabeza de propileno en una primera zona de compresión configurada para proporcionar una corriente de cabeza de propileno comprimido;
recuperar calor de una primera porción de la corriente de cabeza de propileno comprimido en una zona de intercambio de calor asociada con la segunda zona de separación;
condensar una segunda porción de la corriente de cabeza de propileno comprimido en un recipiente de separación, proporcionando el recipiente de separación una corriente de vapor de propileno y una corriente líquida de propileno; reducir una presión de al menos una porción de la corriente líquida de propileno para proporcionar una corriente de presión reducida;
recuperar calor con la corriente de presión reducida en una segunda zona de intercambio de calor, estando la segunda zona de intercambio de calor asociada con la primera zona de separación y configurada para condensar una porción de la corriente de cabeza y proporcionar una corriente de propileno vaporizado;
comprimir la corriente de propileno vaporizado en una segunda zona de compresión configurada para proporcionar una corriente de propileno recomprimido; y,
mezclar la corriente de propileno recomprimido con la segunda porción de la corriente de cabeza de propileno comprimido en el recipiente de separación.
2. El proceso según la reivindicación 1, que comprende además:
comprimir la corriente de vapor de propileno del recipiente de separación en la segunda zona de compresión.
3. El proceso según la reivindicación 1, que comprende además:
eliminar el calor de la corriente de propileno recomprimido antes de que la corriente de propileno recomprimido se mezcle con la segunda porción de la corriente de cabeza de propileno comprimido en el recipiente de separación. 4. El proceso según la reivindicación 1, en donde el calor se elimina de la corriente de propileno recomprimido en una tercera zona de intercambio de calor asociada con una tercera zona de separación configurada para recibir la corriente de fondo de la segunda zona de separación.
5. El proceso según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, que comprende además:
separar la primera porción de la corriente de cabeza de propileno comprimido en una columna de fraccionamiento en la segunda zona de separación.
6. El proceso según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, que comprende además:
recuperar una segunda porción de la corriente líquida de propileno como una corriente de producto de propileno. 7. El proceso según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, que comprende además: poner a reflujo una tercera porción de la corriente líquida de propileno desde el recipiente de separación hasta una columna de fraccionamiento en la segunda zona de separación.
8. El proceso según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde la primera zona de separación comprende dos columnas de fraccionamiento, y en donde la segunda zona de separación comprende una columna de fraccionamiento.
9. El proceso según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde la primera zona de separación comprende una columna de fraccionamiento, y en donde la segunda zona de separación comprende una columna de fraccionamiento.
10. Un sistema de separación de hidrocarburos y de recuperación de calor que comprende:
una primera zona de separación que comprende una columna de fraccionamiento configurada para recibir y separar una corriente en una corriente de cabeza y una corriente de fondo C3+;
una segunda zona de separación que comprende una columna de fraccionamiento configurada para recibir y separar la corriente de fondo C3+ y proporcionar una corriente de cabeza de propileno y una corriente de fondo, comprendiendo la corriente de fondo propano;
una primera zona de compresión configurada para comprimir la corriente de cabeza de propileno y proporcionar una corriente de cabeza de propileno comprimido;
una zona de intercambio de calor asociada con la segunda zona de separación y configurada para eliminar calor de una primera porción de la corriente de cabeza de propileno comprimido;
un recipiente de separación configurado para recibir y separar una segunda porción de la corriente de cabeza de propileno comprimido en una corriente de vapor de propileno y una corriente de propileno líquido;
una válvula configurada para recibir una porción de la corriente de propileno líquido y proporcionar una corriente de presión reducida;
una segunda zona de intercambio de calor, estando la segunda zona de intercambio de calor asociada con la primera zona de separación y configurada para calentar la corriente de presión reducida y proporcionar una corriente de propileno vaporizado;
una segunda zona de compresión configurada para comprimir la corriente de propileno vaporizado y la corriente de propileno de vapor y proporcionar una corriente de propileno recomprimido; y,
una o más líneas configuradas para pasar la corriente de propileno recomprimido al recipiente de separación.
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3338867B1 (de) * 2016-12-22 2019-09-25 GEA Wiegand GmbH Anlage und verfahren zum entalkoholisieren von alkoholhaltigen getränken
US10626067B1 (en) * 2019-05-10 2020-04-21 Uop Llc Processes for separating para-xylene from toluene
US11306045B2 (en) 2019-09-10 2022-04-19 Kellogg Brown & Root Llc Refrigeration recovery from reactor feed in a propane dehydrogenation system
US11364449B2 (en) * 2020-07-15 2022-06-21 Energy Integration, Inc. Methods and systems for optimizing mechanical vapor compression and/or thermal vapor compression within multiple-stage processes
CN112939721A (zh) * 2021-02-04 2021-06-11 华南理工大学 一种烷烃脱氢反应产物分离工艺
US20220316798A1 (en) * 2021-04-01 2022-10-06 Uop Llc Ethane separation with cryogenic heat exchanger
US11643378B2 (en) * 2021-04-01 2023-05-09 Uop Llc Propane separation with compressor reboiler
EP4091688A1 (de) * 2021-05-21 2022-11-23 GEA Wiegand GmbH Anlage und verfahren zum aufreinigen von rückgewonnenem nmp
WO2023062244A1 (en) * 2021-10-15 2023-04-20 Whitefox Technologies Limited Heat integrated process and system for organic solvent production using vapor recompression
WO2025064377A1 (en) * 2023-09-18 2025-03-27 Dow Global Technologies Llc Processes for recovery of one or more of c 2, c 3, or c 4 olefins
WO2025096248A1 (en) * 2023-10-30 2025-05-08 Dow Global Technologies Llc Methods for separating hydrocarbons

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1082718A (fr) * 1953-05-18 1954-12-31 Lummus Co Procédé de distillation fractionnée
US3568457A (en) * 1969-03-05 1971-03-09 Universal Oil Prod Co Separation of propane and propylene by distillation
CA1054509A (en) * 1975-09-09 1979-05-15 Union Carbide Corporation Ethylene production with utilization of lng refrigeration
US4634799A (en) 1985-11-21 1987-01-06 Uop Inc. Product recovery method for dehydrocyclodimerization process
US4854955A (en) * 1988-05-17 1989-08-08 Elcor Corporation Hydrocarbon gas processing
US5110446A (en) 1989-02-14 1992-05-05 Mobil Oil Corporation Integrated products separation from fluid catalytic cracking and aromatization processes
US5372009A (en) 1993-11-09 1994-12-13 Mobil Oil Corporation Cryogenic distillation
US5673571A (en) 1996-03-06 1997-10-07 Manley; David B. Deethanizer/depropanizer sequences with thermal and thermo-mechanical coupling and component distribution
US6864401B2 (en) 2002-07-29 2005-03-08 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Heat-integrated high pressure system for separation of byproducts from an olefin stream
US7294749B2 (en) * 2004-07-02 2007-11-13 Kellogg Brown & Root Llc Low pressure olefin recovery process
US7687677B1 (en) 2006-09-29 2010-03-30 Uop Llc Process for recovering thermal energy from a reactor effluent stream
US20080302650A1 (en) * 2007-06-08 2008-12-11 Brandon Bello Process to recover low grade heat from a fractionation system
US7981256B2 (en) * 2007-11-09 2011-07-19 Uop Llc Splitter with multi-stage heat pump compressor and inter-reboiler
US20110130604A1 (en) 2008-04-04 2011-06-02 Lummus Technology Inc. System and process for producing linear alpha olefins
US7842847B2 (en) * 2008-06-27 2010-11-30 Lummus Technology Inc. Separation process for olefin production
MY153923A (en) * 2008-07-30 2015-04-15 Lummus Technology Inc High energy reduction in a propane dehydrogenation unit by utilizing a high pressure product splitter column
US9268427B2 (en) * 2011-09-23 2016-02-23 Apple Inc. Multi-mode voltages for touchscreens
US20130131417A1 (en) 2011-11-18 2013-05-23 Uop Llc Methods and systems for olefin production
US20150052940A1 (en) * 2013-08-23 2015-02-26 Uop Llc Fractionation system and method including depropanizer column and bottoms stripping column
US10214695B2 (en) * 2013-10-16 2019-02-26 Uop Llc Process for recovering heat from a hydrocarbon separation
CA3225180A1 (en) 2014-01-09 2015-07-16 Lummus Technology Llc Oxidative coupling of methane implementations for olefin production
EP3201549B1 (en) 2014-09-30 2019-11-27 Dow Global Technologies LLC Process for increasing ethylene and propylene yield from a propylene plant
US9334204B1 (en) 2015-03-17 2016-05-10 Siluria Technologies, Inc. Efficient oxidative coupling of methane processes and systems
US20160332932A1 (en) * 2015-05-13 2016-11-17 Uop Llc Processes for reducing dienes in a high purity polyene stream

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