FI72116C - Katalytisk kondensationsprocess med en propanproduktstroem. - Google Patents

Description

721 1 6

Katalyyttinen kondensaatioprosessi, jossa on propaanituote-virta Tämä keksintö koskee hiilivedyn konversioprosessia, josta käytetään yleisesti nimitystä katalyyttinen kondensaatio, jossa keveiden olefiinisten hiilivetyjen annetaan reagoida raskaampien hiilivetyjen tuottamiseksi. Keksintö koskee tarkemmin sellaisen propeenin katalyyttistä kondensaatiota, joka sisältyy propaani-propeenisekasyöttövirtaan tuotettaessa asyklisiä C^-plus hiilivetyjä, jotka sopivat käytettäväksi moottoripolttoaineina bensiini mukaanluettuna. Keksintö koskee erityisesti propeenin kulutuksen maksimointia tällaisessa prosessissa ja samanaikaisesti erittäin puhtaan propaanituotevirran tuottamista, joka täyttää tietyt kaupalliset laatuspesifikaatiot.

Keveiden olefiinien katalyyttinen kondensaatio on vakiintunut kaupallinen prosessi, jota käytetään bensiinin seoskom-ponenttien tuottamiseen. Sitä kuvataan sivuilla 208-213 teoksessa "Petroleum Processing, Principles and Applications", R.J. Hengstebeck, McGraw-Hill Book Co., Inc. 1959. Tämä kuvaus sisältää sivulla 212 piirroksen, joka esittää reaktio-vyöhykkeen poistovirtaa johdettuna propaaninpoistokolonniin, jossa ensimmäinen osa propaaninpoistokolonnin nettoylävirtauk-sesta kierrätetään reaktiovyöhykkeeseen ja toinen osa poistetaan prosessista. Propaaninpoistokolonnin nettopohjavir-ta johdetaan butaaninpoistokolonniin. Tässä kirjallisuusviitteessä ilmoitetaan myös, että propeeni on tyydyttävä syottöraaka-aine ja että paraffiinien ja olefiinien seokset ovat normaali reaktiovyöhykkeen syöttöraaka-aine.

US-patentissa n:o 3 437 708 kuvataan erotusprosessia aromaattisen hiilivedyn alkylointivyöhykkeen tai oligomeroin-tivyöhykkeen tuotteelle. Tämä kirjallisuusviite on osuva esityksessään, että reaktiovyöhykkeen poistovirta voidaan laskea huomattavasti matalampaan paineeseen ennen kuin se 721 1 6 2 tulee höyryn ja nesteen erotusvyöhykkeeseen, joka on sijoitettu reaktiovyöhykkeen ja propaaninpoistokolonnin väliin. Propaani, joka on paisuntatislautunut pois paineesta vapautetusta nesteestä yhdessä aikaisemmin kondensoimattoman propaanin kanssa, kerätään epäsuorasti kokoomasäiliöön ja kierrätetään nesteenä. Tätä propaanin kierrätystä välipai-sutusvyönykkeestä harjoitetaan kaupallisesti myös katalyyttisen kondensaatiomoottoripolttoaineen valmistuslaitoksissa.

Erillisen fraktiointikolonnin tai strippauskolonnin käyttö haihtuvamman yhdisteen poistamiseksi fraktiointikolonnista poistetusta tislausjaevirrasta on tunnettu kaupallinen käytäntö. Eitä käytetään usein raakaöljyn fraktiointikolonnis-sa. US-patentissa n:o 3 296 121 kuvataan tätä tislausjakeen strippauskolonnin käyttöä haihtuvien yhdisteiden poistamiseen erillisistä kaasuöljy- tai polttoöljyvirroista.

Tämä keksintö kohdistuu parannettuun prosessiin sellaisen propeenin katalyyttiseksi kondensoimiseksi, joka sisältyy propeeni-propaaniseoksiin tai syöttövirtoihin, jotka sisältävät sekä propeenia että buteenia. Tällä prosessilla on se etu, että se kuluttaa olennaisesti kaiken prosessiin syötetyn propeenin. Sillä on myös se etu, että se tuottaa erittäin puhtaan propaanivirran, joka sopii myytäväksi vähittäin pullotettuna nestekaasuna, jota käytetään pienissä lämmi-tyslaitteissa.

Keksinnön erään toteutusmuodon voidaan laajasti luonnehtia käsittävän vaiheet, joissa johdetaan erittäin puhdas C^-syöttövirta, joka sisältää propeenia ja propaania, kierrätys-virta, joka myös sisältää propaania ja propeenia ja jäljempänä kuvattava ensimmäinen fraktiointikolonnin nettoylävir-ta katalyyttiseen kondensaatioreaktiovyöhykkeeseen, jossa sisääntulevat hiilivedyt saatetaan kosketukseen katalyytin kanssa olosuhteissa, jotka ovat tehokkaat tuottamaan reak-tiovyöhykkeen poistovirran, joka sisältää propaania, propeenia ja C^-plus-hiilivetyjä; erotetaan reaktiovyöhykkeen poiscovirta höyryfaasivirraksi, joka palautetaan katalyyt 3 721 1 6 tiseen kondensaatioreaktiovyöhykkeeseen kierrätysvirtana, ja nestefaasivirraksi, joka sisältää propaania, propeenia ja Cg-plus-hiilivetyjä; johdetaan nestefaasivirta ensimmäiseen fraktiointikolonniin, johdetaan tislausjaevirta, joka sisältää propaania ja propeenia ja joka poistetaan ensimmäisen kolonnin syöttökohdan yläpuolelta, strippauskolonniin, jossa tislausjaevirta erotetaan toiseksi nettoylävirrak-si, joka johdetaan ensimmäiseen fraktiointikolonniin ja ensimmäiseksi nettopohjavirraksi, joka on oleellisesti vapaa propeenista, ja poistetaan ensimmäinen nettopohjavirta prosessista; poistetaan ensimmäisestä fraktiointikolonnista toinen nettopohjavirta, joka on oleellisesti vapaa propaanista ja joka sisältää Cg-plus-tuotehiilivedyt; ja muodostetaan nettoylänestevirta, joka sisältää propeenia ja propaania, ylähöyryvirrasta, joka on poistettu ensimmäisestä fraktiointikolonnista, ja johdetaan nettoylänestevirt? katalyyttiseen kondensaatiovyöhykkeeseen ensimmäisenä frak-tiointikolonnin nettoylävirtana.

Piirros esittää keksinnön edullista toteutusmuotoa. Sen ei kuitenkaan ole tarkoitus rajoittaa keksintökäsitteen suo-japiiriä nimenomaan esitettyyn kaavioon tai sulkevan pois muita tässä kuvattuja toteutusmuotoja tai niitä, jotka ovat tuloksena tämän nimenomaisen kaavion normaalisti odotetusta muuntamisesta.

Viitaten nyt piirrokseen, C^-syöttövirta, joka koostuu propaanin ja propeenin seoksesta ja joka normaalisti sisältää enemmän propaania kuin propeenia, johdetaan prosessiin putken 1 kautta. Tämä virta sekoitetaan fraktiointikolonnin nettoylävirtaan, joka virtaa putken 2 läpi ja seos siirretään putken 3 kautta. Seos yhdistetään sitten putkesta 4 saatavaan kierrätysvirtaan, joka sisältää propaania ja propeenia ja joka on edullisesti nestevirta, kuten tässä esitetään. Näiden kolmen virran seoksen lämpö on sitten edullista vaihtaa putken 7 sisällön lämmön kanssa epäsuorassa läm-mönvaihtimessa, jota ei ole esitetty ja johtaa sitten kata- 721 1 6 4 lyyttiseen kondensaatioreaktiovyöhykkeeseen 6 putken 5 kautta.

Propeeni saatetaan kosketukseen katalyytin kanssa katalyyttisessä kondensaatiovyöhykkeessä sopivissa katalyyttisissä konaensaatio-olosuhteissa putkessa 7 kulkevan katalyyttisen kondensaatiovyöhykkeen poistovirran tuotannon aikaansaamiseksi. Tämä virta sisältää reagoimatonta propeenia, olennaisesti inerttiä propaania ja eri reaktiotuotteita, kuten haluttuja Cg-hiilivetyjä, C^-hiilivetyjä ja muita yhdisteitä. Katalyyttisen kondensaatiovyöhykkeen poistovirta on edullista jäähdyttää ja laskea sitten alempaan paineeseen sekafaasi-virran muodostamiseksi, joka johdetaan höyryn ja nesteen erottimeen 8. Katalyyttisen kondensaatiovyöhykkeen poisto-virran höyrymäiset komponentit kierrätetään, edullisesti välineellä, jota ei ole esitetty putken 4 läpi ja nestemäiset komponentit johdetaan fraktiointikolonniin 10, josta Käytetään nimitystä propaaninpoistokolonni, putken 9 läpi. Putken 9 nestemäinen virta sisältää liuennutta propaania ja propeenia ja oleellisesti kaikki C^-plus-tuotehiilivedyt.

Tislausjaevirta poistetaan fraktiointikolonnista putken 16 läpi kolonnin ylemmän keskipisteen kohdalta ja johdetaan tislausjakeen strippauskolonniin 17. Tämä kolonni on suunniteltu ja sitä käytetään väkevöimään olennaisesti kaikki propeeni, joka tulee tislausjaekolonniin, ylähöyryvirtaan, joka palautetaan kolonniin 10 ja putken 19 läpi. Loppuosa tislausjaevirrasta on olennaisesti propaania ja poistetaan tislausjaekolonnista pohjavirtana, joka poistetaan prosessista erittäin puhtaana nestekaasutuotevirtana putken 18 läpi. Fraktiointikolonnin 10 nettopohjavirta sisältää olennaisesti kaikki C^-plus-hiilivedyt, jotka tulevat fraktiointikolonniin mukaanluettuna kaikki butaani, joka on läsnä syöttövirrassa. Tämä materiaali siirretään butaaninpoisto-kolonniin 13 putken 12 läpi ja erotetaan siinä putken 15 nettoylävirraksi, joka sisältää butaania, ja putkessa 14 poistetuksi C^-plus-tuotevirraksi. Tämä virta sisältää kata-lyyttisessä kondensaatiovyöhykkeessä tuotetut C^-plus-hiili-vedyt.

5 721 1 6

Ylähöyryvirta, joka sisältää propeenia ja propaania, poistetaan propaaninpoistokolonnista 10 putken 20 läpi ja johdetaan yläjäähdyttimen 21 läpi. Tämä johtaa olennaisesti koko ylähöytyvirran tiivistymiseen ja ylänesteen muodostumiseen, joka kerätään yläkokoomasäiliöön 22. Yläneste poistetaan putken 23 läpi ja jaetaan ensimmäiseen osaan, joka palautetaan takaisinvirtauksena kolonniin putken 10 läpi, ja toiseen osaan, joka kulkee putkessa 2 ja joka on kolonnin 10 nettoylänestevirta. Tämä toinen osa palautetaan reaktiovyö-hykkeeseen 6 sen propeeiisisällön kuluttamiseksi. Mahdollinen suhteellisen kondensoitumaton kaasu, kuten etaani, joka tulee prosessiin, voidaan poistaa pienenä tuuletusvirtana, jota ei ole esitetty ja joka poistetaan yläkokoomasäiliöstä.

Katalyyttiset kondensaatioprosessit ovat hyödyllisiä konvertoitaessa propaania, buteenia tai propeeni-buteeniseok-sia taloudelliselta arvoltaan suuremmiksi korkeamman mole-kyylipainon hiilivedyiksi. Niitä käytetään propeenin konvertoimiseen "trimeeriksi" tai "tetrameeriksi", joka voidaan käyttää pesuaineiden valmistukseen. Katalyyttisiä konden-saatioprosesseja voidaan käyttää myös hyvälaatuisten bensiinin seoskomponenttien valmistukseen propeenista ja juuri tämä katalyyttisen kondensaatioprosessin erikoismuoto on keksintökäsitteen kohteena.

Syöttövirta katalyyttiseen kondensaatioprosessiin on tyypillisesti syöttöolefiinin ja hiililuvultaan saman paraffii-nin tai paraffiinien seos. Bensiinin valmistukseen tarkoitettu katalyyttinen kondensaatioreaktio ei kuluta kaikkea syöttövirrassa olevaa olefiinia ja katalyyttisen kondensaa-tioreaktiovyöhykkeen poistovirta koostuu tämän vuoksi reagoimattoman olefiinin ja suhteellisen reagoimattomien paraffiinien seoksesta. Tätä ennen C^:n katalyyttisessä kon-densaatioprosessissa reaktiovyöhykkeen poistovirta on pääasiassa jaettu yhteen tai useampaan C^-kierrätysvirtaan, joka sisältää propaania ja propeenia, poistokaasu- tai kevyeen poistovirtaan, joka myös sisältää sekä propaania että propeenia, ja C^-plus-tuotevirtaan. Propeenin läsnäolo 721 1 6 6 prosessin C^- tai kevyessä poistovirrassa osoittaa, että kaikkea arvokkaampaa propeenia ei kuluteta reaktiovyöhyk-keessä. Tämän nykyisen toimintatavan toinen epäkohta on, että propeenia sisältävä C^-poistovirta ei täytä laatuspe-sifikaatioita, jotka on laadittu pienissä lämmityslaitteis-sa käytetyn nestekaasun vähittäismyyntiä varten.

Tämän vuoksi tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan parannettu katalyyttinen kondensaatioprosessi moottoripolttoaineen seoskomponenttien valmistamiseksi propaani-propee-niseoksista. Tämän keksinnön lisätarkoituksena on saada aikaan katalyyttinen kondensaatioprosessi, jossa olennaisesti kaikki prosessiin syötetty propeeni konvertoidaan Cg-plus-hiilivedyiksi. Tämän keksinnön muuna tarkoituksena on saada aikaan katalyyttinen kondensaatioprosessi, joka tuottaa oleellisesti olefiinittoman nestekaasutuotevirran.

Syöttövirta tämän keksinnön prosessiin koostuu propaanin ja propeenin seoksesta tai seoksesta, joka sisältää sekä propeenia että buteeneja. Edullisesti tämä on melko puhdas virta, joka sisältää hyvin vähän (alle 5 mooliprosenttia) mitä tahansa hiilivetyjä, joissa on muuta kuin 3 hiiliatomia molekyyliä kohti. Missä tahansa muissa hiilivedyissä kuin propaanissa ja propeenissa on edullisesti enemmän kuin 3 hiiliatomia molekyyliä kohti. On erityisen edullista, että syöttövirta sisältää n. 10-65 mooliprosenttia propeenia. Keksintökäsitteen edut saavutetaan kuitenkin myös, kun syöttövirta sisältää buteeneja. Syöttövirta voi tämän vuoksi koostua seoksesta, jossa on propeenia ja jopa n. 50 mooliprosenttia buteenia ynnä siihen liittyviä paraffiineja. Seu-raava keksintökäsitteen kuvaus on laadittu pääasiassa koskien edullista propeenisyöttöä, mutta se pätee myös propeeni-buteenisekasyötöille.

Propeenia sisältävä syöttövirta yhdistetään kahteen muuhun prosessivirtaan joko ennen sen tuloa prosessin reaktiovyö-hykKeeseen tai sen tultua siihen. Nämä kaksi virtaa ovat nettoyläneste, joka on poistettu prosessissa käytetystä 7 721 1 6 propaanininpoistokolonnista, ja kierrätysvirta, joka on erotettu ylävirtaan propaaninpoistokolonnista olevan reak-tiovyöhykkeen poistovirrasta. Nämä molemmat virrat ovat propaanin ja propeenin seoksia. Nämä kolme virtaa johdetaan sitten reaktiovyöhykkeeseen, jossa ne saatetaan kosketukseen katalyytin kanssa, joka on tehokas saamaan propeenimolekyy-lit reagoimaan muiden propeenimolekyylien kanssa Cg- ja Cg-hiilivetyjen muodostamiseksi samalla, kun propaani pysyy olennaisesti muuttumattomana. Propeenia kulutetaan tällöin selektiivisesti tässä prosessissa.

Katalyyttinen kondensaatioreaktiovyöhyke voi saada monia muotoja riippuen sellaisista muuttujista kuin katalyytistä, joita tässä vyöhykkeessä käytetään. Esimerkiksi US-paten-teissa n:ot 3 932 553 ja 3 997 621 kuvataan prosesseja, joissa booritrifluoridia käytetään katalyyttinä. Molemmissa näissä katalyyttisysteemeissä käytetään pienehköä määrää lisäainetta säätämään laajuutta, johon reaktio etenee. Molemmissa näissä kirjallisuusviitteissä katalyyttisysteemi osoittautuu homogeeniseksi. Heterogeenisia katalyyttisystee-mejä molekyylipainoltaan korkeampien olefiinien tuottamiseksi oligomeroimalla tai dimeroimalla keveitä olefiineja, kuvataan US-patentissa n:ot 3 906 053, 3 916 019, 3 959 400, 3 981 940 ja 3 981 941. Kuten on odotettavissa suuresta prosessien lukumäärästä, reaktiovyöhykkeessä käytettyjä olosuhteita voidaan muutella laajasti. Esimerkiksi juuri mainituissa kirjallisuuviitteissä määritellään, että reaktio voidaan suorittaa lämpötiloissa, jotka vaihtelevat välillä -50 - +250°C, ja paineissa, jotka vaihtelevat välillä n. 132-10132 kPa.

Edullinen katalyytti käytettäväksi tässä prosessissa on SPA-tyyppinen (kiinteä fosforihappo) katalyytti. Tässä käytettynä sanonnan "SPA-katalyytti" tarkoitetaan merkitsevän kiinteää katalyyttiä, joka sisältää eräänä pääaineosanaan fosforin happoa, kuten orto-, pyro- tai tetrafosforihappoa. Katalyytti muodostetaan normaalisti sekoittamalla fosforin 8 7 2116 happo piipitoiseen kiinteään kantoaineeseen kostean pastan muodostamiseksi. Tämä pasta voidaan kalsinoida ja sitten murskata katalyyttihiukkasten saamiseksi tai pasta voidaan suulaxepuristaa tai rakeistaa ennen kalsinointia yhtenäi-sempien katalyyttihiukkasten muodostamiseksi. Kantoaine on edullisesti luonnossa esiintyvä huokoinen piihappoa sisältävä materiaali, kuten piiguuri, kaoliini ja piimää. Pienehkö määrä erilaisia lisäaineita, kuten mineraalista talkkia, kuohusavea ja rautayndisteitä rautaoksidi mukaanluettuna voidaan lisätä kantoaineeseen sen lujuuden ja kovuuden parantamiseksi. Kantoaineen ja lisäaineiden yhdistelmä muodostaa edullisesti n. 15-30 % katalyytistä loppuosan ollessa fosforihappoa. Lisäaine voi muodostaa n. 3-20 % koko kanto-aineesta. Poikkeamat tästä, kuten pienempi fosforihapposi-sältö ovat kuitenkin mahdollisia. Lisää yksityiskohtia mitä tulee SPA-katalyyttien koostumukseen ja tuotantoon, on saatavissa US-patenteista n:ot 3 050 472, 3 050 473 ja 3 132 109 ja muista kirjallisuuslähteistä.

Katalyytti on edullista sijoittaa kiinteisiin kerroksiin.

Joko putkimaista tai kammiotyyppistä reaktorirakennetta voidaan käyttää. Putkireaktorissa katalyytti sijoitetaan halkaisijaltaan suhteellisen pieniin putkiin, joita ympäröi vesivaippa eksotermisen reaktion vapauttaman lämmön poistamiseksi. Tällä tavoin kehitettyä höyryä voidaan käyttää syötön esilämmitykseen. Kammiotyyppisessä reaktorissa reagenssit virtaavat halkaisijaltaan suurten katalyyttikerrosten sarjan läpi. Reagenssien lämpötilaa säädetään kierrättämällä suhteellisen inerttejä hiilivetyjä (propaania), joka toimii lämmön sitojana ja/tai käyttämällä jäähdytystä pystysuuntaan pinottujen katalyyttikerrosten välissä. Jäähdytysmate-riaali on sama kuin se, jota käytetään kierrätysvirtana ja molempia lämpötilan säätömenetelmiä voidaan käyttää samanaikaisesti. Eri katalyyttikerrokset sisältyvät edullisesti yhteen, sylinterimäiseen, pystyasennossa olevaan astiaan ja syöttövirta tulee edullisesti sisään reaktorin huipulta. Kammiotyyppinen reaktori, joka sisältää noin viisi kata- 9 721 1 6 lyyttikerrosta, on edullinen. Erillisiä rinnakkaisia reaktoreita voidaan käyttää suurissa prosessiyksiköissä.

Reaktiovyöhykettä voidaan pitää suuresti vaihtelevissa olosuhteissa johtuen aikaisemmin luetelluista muuttujista eri katalyyttien käyttö mukaanluettuna. Laaja sopivien paineiden alue on n. 103-8274 kPa edullisen alueen SPA-katalyytille ollesa 2760-6895 kPa. Tässä vyöhykkeessä edullisen SPA-katalyytin yhteydessä ylläpidetty lämpötila voi vaihdella välillä n. 120-260°C. Höyryä tai vettä voidaan syöttää reaktoriin halutun vesipitoisuuden ylläpitämiseksi edullisessa katalyytissä.

Edullisessa toteutusmuodossa käytetään SPA-katalyyttiä pois-tovirran muodostamiseen, joka sisältää pääasiassa olefiini-sia Cg- ja C^-hiilivetyjä, joiden kiehumispisteet ovat bensiinin kiehumispistealueella n. 43-215°C määritettynä asianmukaisella ASTM-tislausmenetelmällä. Syöttövirran lämpö vaihdetaan edullisesti ensin reaktorin poistovirran lämmön kanssa, kuumennetaan edelleen ja johdetaan sitten reaktorin huipulle. Lisämääriä propaanijäähdytysainetta, jonka koostumus on samantapainen kuin kierrätysvirralla, lisätään edullisesti jokaisen katalyyttikerroksen välissä. Reaktiovyö-hykkeen poistovirta jäähdytetään edullisesti ensin epäsuoralla lämmönvaihdolla reaktiovyöhykkeeseen menevää syöttövirtaa vastaan ja paisutetaan sitten huomattavasti alempaan paineeseen kuin reaktiovyöhyke. Paineen alennus poistovirran paisutuksen aikana on edullisesti välillä 1034-2070 kPa. Tämän vaiheiden järjestyksen pitäisi tuottaa sekafaasi-virta, jossa hyvin suuri Cg-plus-hiilivetyjen prosenttimäärä esiintyy nestefaasissa, joka sisältää myös huomattavia määriä propaania ja propeenia. Tämä sekafaasivirta erotetaan sitten höyryfaasivirraksi, joka koostuu pääasiassa propaanista ja propeenista, ja nestefaasivirraksi, joka koostuu kaikesta paisutusvaiheen jälkeen jäljelle jäävästä nesteestä. Jos syöttövirta sisältää merkittäviä määriä buteenia, höy-ryvirta sisältää myös buteenia. Höyryfaasivirran sisältö palautetaan reaktiovyöhykkeeseen kierrätysvirtana. Höyry- 10 721 1 6 faasivirta voidaan kierrättää suoraan yksinkertaisella puristuksella ja sekoituksella syöttövirtaan. On kuitenkin edullista että höyryfaasivirta ensin tiivistetään ja sitten paineistetaan pumpulla ennen sekoitusta syöttövirtaan, sillä tämän C^-virran kierrätyksen alemmat käyttökustannukset osoittavat normaalisti oikeutetuksi tämän monimutkaisemman menettelyn. Toisin sanoen tämän menetelmän pienemmät käyttökustannukset ovat edullisesti verrattavissa sen korkeampiin pääomakustannuksiin. Höyryn ja läsnä olevan nesteen erottaminen reaktiovyöhykkeen poistovirran paisutuksen jälkeen on edullista suorittaa höyryn ja nesteen erotusvyöhyk-keessä, joka käsittää yhden pystysuoran astian, jolla on sopiva koko ja rakenne tämän erotuksen toteuttamiseksi.

Reaktiovyöhykkeen poistovirrasta erotettu nestefaasivirta johdetaan ensimmäisen fraktiointikolonnin keskikohtaan, jota kolonnia kutsutaan tässä propaaninpoistokolonniksi.

Tätä keskikohtaa erottaa propaaninpoistokolonnin sekä ylä-että alapäästä vähintään kolme fraktiointipohjaa. Eräs propaaninpoistokolonnin tehtävä on väkevöidä kaikki kolonniin tulevat C^-plus-hiilivedyt nettopohjavirtaan, joka on oleellisesti vapaa C^-hiilivedyistä. Ensimmäisen fraktiointikolonnin nettopohjavirta sisältää tämän vuoksi oleellisesti kaiken mahdollisista kolonniin tulevista butaaneista, pen-taaneista, heksaaneista, hekseeneistä, nonaaneista tai no-neeneista. Propaaninpoistokolonnin nettopohjavirta johdetaan normaalisti butaaninpoistokolonniin, josta käytetään tässä myös nimitystä toinen fraktiointikolonni. Butaaninpoisto-kolonni erottaa tulevat hiilivedyt nettoylävirraksi, jossa on runsaasti C^-hiilivetyä ja toiseksi nettopohjavirraksi, joka sisältää oleellisesti kaikki reaktiovyöhykkeessä tuotetut Cg-plus-hiilivedyt, mutta joka on oleellisesti vapaa C^-hiilivedyistä. Kaupallisessa yksikössä tämä pohjavirta sisältää suuren joukon hiilivetyjä, joissa on jopa 15 hiiliatomia molekyylissä. Nämä hiilivedyt ovat pääasiassa olefii-nisia ja niitä käytetään normaalisti bensiinin seoskompo-nettina. Haluttaessa ne voitaisiin kuitenkin johtaa katalyyttiseen hydrausvyöhykkeeseen niiden tyydyttämiseksi.

11 721 1 6

Nestefaasissa oleva tislausjae poistetaan keskikohdasta propaaninpoistokolonnin syöttöpisteen yläpuolelta ja johdetaan strippauskolonnin yläpäähän. Tämä strippauskolonni toimii erottaen sisääntulevat hiilivedyt, jotka ovat pääasiassa propaania ja propeenia, nettopohjavirraksi, joka on oleellisesti vapaa propeenista, ja ylävirraksi, joka on edullista johtaa suoraan propaaninpoistokolonniin höyryfaa-sivirtana. Strippauskolonnin pohjavirran tulee sisältää alle n. 5 mooliprosenttia propeenia. Tämä pohjavirta voidaan sitten myydä korkealaatuisena pullotteena propaanines-tekaasuna, joka sopii käytettäväksi pienissä lämmityslait-teissa. Sopivasti suunniteltuna ja käytettynä uudelleenkie-hutettu kolonni, jossa on n. 40 todellista pohjaa, toimii hyvin strippauskolonnina.

Olennaisesti kaikki propaaninpoistokolonniin tuleva propee-ni väkevöidään ylähöyryvirtaan. Tyypilliset olosuhteet tälle ylähöyryvirralle, kun se poistetaan kolonnista, ovat n.

1724 kPa:n paine ja n. 49°C:n lämpötila. Tämä ylähöyry johdetaan tavalliseen yläjäähdyttäjään ja tiivistetään nesteen muodostamiseksi, jossa on runsaasti C^-hiilivetyjä, jotka kerätään yläastiaan. Tämä neste jaetaan palautusvirraksi ja toiseksi virraksi, josta käytetään tässä nimitystä frak-tiointikolonnin nettoylävirta, joka johdetaan reaktiovyö-hykkeeseen.

Keksinnön edullista toteutusmuotoa voidaan luonnehtia hiilivedyn konversioprosessiksi, joka käsittää vaiheet, joissa johdetaan syöttövirta, joka koostuu propeenista ja propaanista, jäljempänä luonnehdittava kierrätysvirta ja jäljempänä luonnehdittava fraktiointikolonnin nettoylävirta katalyyttiseen kondensaatioreaktiovyöhykkeeseen, jossa propeeni saatetaan kosketukseen katalyytin kanssa olosuhteissa, jotka ovat tehokkaat tuottamaan reaktiovyöhykkeen poistovirran, joka koostuu propeenista, propaanista ja Cg-plus-hiilive-dyistä; jäähdytetään ja sitten paisutetaan reaktiovyöhykkeen poistovirta paineeseen, joka on vähintään 690 kPa reaktiovyÖhykkeessä ylläpidetyn paineen alapuolella; erote 721 1 6 12 taan reaktiovyöhykkeen poistovirta höyryn ja nesteen erotus-vyöhykkeessä höyrytaasivirraksi, joka koostuu pääasiassa propeenista ja propaanista, ja nestefaasivirraksi, joka koostuu Cg-plus-hiilivedyistä, propaanista ja propeenista? johdetaan höyrytaasivirran sisältö reaktiovyöhykkeeseen edellä mainittuna kierrätysvirtana: johdetaan nestefaasi-virta ensimmäisen fraktiointikolonnin ensimmäiseen keskikohtaan; poistetaan tislausjaevirta, joka koostuu propaanista ja propeenista ensimmäisestä fraktiointikolonnista korkeammalla olevasta toisesta keskikohdasta ja johdetaan tis-lausjaevirta strippauskolonniin; erotetaan tislausjaevirta strippauskolonnissa ylähöyryvirraksi, joka koostuu propeenista ja propaanista ja joka johdetaan ensimmäiseen frak-tiointikolonniin ja ensimmäiseksi nettopohjavirraksi, joka poistetaan prosessista on oleellisesti vapaa propeenista; poistetaan ensimmäisestä fraktiointikolonnista toinen netto-pohjavirta, joka on oleellisesti vapaa propeenista ja propaanista ja jossa on runsaasti C^-plus-hiilivetyjä: ja muodostetaan nettoylänestevirta, joka koostuu propaanista ja propeenista, ensimmäisestä fraktiointikolonnista poistetusta ylänestevirrasta ja johdetaan nettoylänestevirta katalyyttiseen kondensaatioreaktiovyöhykkeeseen aikaisemmin mainittuna fraktiointikolonnin nettoylävirtana.

Claims (7)

721 1 6

1. Hiilivedyn konversioprosessi, tunnettu siitä, että se käsittää vaiheet, joissa: (a) johdetaan syöttövirta, joka sisältää propeenia ja propaania, jäljempänä luonnehdittava kierrätysvirta, joka myös sisältää propaania ja propeenia, ja jäljempänä luonnehdittava ensimmäisen fraktiointikolonnin nettoylävirta katalyyttiseen kondensaatioreaktiovyöhykkeeseen, jossa sisääntulevat hiilivedyt saatetaan kosketukseen katalyytin kanssa olosuhteissa, jotka ovat tehokkaat tuottamaan reaktiovyöhykkeen poistovirran, joka koostuu propaanista, propeenista ja C - O plus-hiilivedyistä; (b) erotetaan reaktiovyöhykkeen poistovirta höyryfaasivir-raksi, joka palautetaan katalyyttiseen kondensaatioreaktio-vyöhykkeeseen sanottuna kierrätysvirtana, ja nestefaasivir-raksi, joka sisältää propaania, propeenia ja Cg-plus-hiili-vetyjä; (c) johdetaan nestefaasivirta ensimmäiseen fraktiointiko-lonniin; (d) johdetaan tislausjaevirta, joka koostuu propaanista ja propeenista ja joka poistetaan ensimmäisen fraktiointikolonnin syöttökohdan yläpuolelta, strijppauskolonniin, jossa tislaus jaevirta erotetaan toiseksi nettoylävirraksi, joka johdetaan ensimmäiseen fraktiointikolonniin, ja ensimmäiseksi net-topohjavirraksi, joka on oleellisesti vapaa propeenista ja poistetaan ensimmäinen nettopohjavirta prosessissa; (e) poistetaan ensimmäisestä fraktiointikolonnista toinen nettopohjavirta, joka on oleellisesti vapaa propaanista ja joka sisältää Cg-plus-hiilivetyjä; ja (f) muodostetaan nettoylänestevirta, joka koostuu ensimmäisestä fraktiointikolonnista poistetun ylähöyryvirran propaanista ja propeenista ja johdetaan nettoylänestevirta katalyyttiseen kondensaatioreaktiovyöhykkeeseen aikaisemmin mainittuna ensimmäisen fraktiointikolonnin nettoylävirtana.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen prosessi, tunnettu siitä, että syöttövirta on oleellisesti vapaa etaanista. 721 1 6

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen prosessi, tunnettu siitä, että syöttövirta sisältää propeenia ja buteenia.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen prosessi, tunnettu siitä, että reaktiovyöhykkeessä käytetään SPA-tyyppistä katalyyttiä .

5. Patenttivaatimuksen 3 mukainen prosessi, tunnettu siitä, että reaktiovyöhykkeen poistovirrasta peräisin oleva höyryfaasivirta tiivistetään ja saatu tiiviste palautetaan katalyyttiseen kondensaatioreaktiovyöhykkeeseen aikaisemmin mainittuna kierrätysvirtana.

6. Patenttivaatimuksen 3 mukainen prosessi, tunnettu siitä,että toinen nettopohjavirta koostuu butaanista, joka on peräisin syöttövirrasta ja se johdetaan toiseen fraktiointi-kolonniin.

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen prosessi, tunnettu siitä, että reaktiovyöhykkeen poistovirran erotuksessa syntynyt höyryvirta tiivistetään, sekoitetaan syöttövirran ja ensimmäisen fraktiointikolonnin nettoylävirran seokseen ja sen jälkeen saadun seoksen lämpö vaihdetaan reaktiovyöhykkeen poistovirtaa vastaan ennen reaktiovyöhykkeen poistovirran erotuksen aikana suoritettavaa paisutusvaihetta. 721 1 6