JP2575045B2 - エチレンの回収および精製の方法 - Google Patents

エチレンの回収および精製の方法

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Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、不良軽質ガスの仕事膨張の完全な組合わ
せと、分離エタンの低分圧ながら高全圧での気化および
混合冷媒系とによってエチレン回収工程の冷却を提供す
るエチレン含有供給材料流れからのエチレン回収と精製
の方法に関する。
（従来の技術） エチレン回収と精製の方法において、数種の冷却法が
技術上使用または提案されてきた。これらには、カスケ
ード冷却法、混合冷媒法およびエキスパンダー法とがあ
る。
通常エチレンとプロピレン冷媒と用いるカスケード冷
却装置は、概して通常の大規模エチレンプラントにおい
て分解ガスからのエチレン回収に使用される。このカス
ケード装置では、約−150゜F（約−65.6℃）まで下がる
冷凍を提供する。低レベル冷却を、供給材料ガスから凝
縮させたメタンのＪ−Ｔ膨脹により、時にはターボエキ
スパンダーにより補強して供給する。生成エチレンから
分離したエタンを、分解炉に再循環させてエチレンに転
化する。前述の方法は、ハイドロカーボン．プロセシン
グ（Hydrocarbon Processing）の1980年10月号の105乃
至108ページにあるW.フアン（Huang）の論文と、同じく
ハイドロカーボン．プロセシングの1976年６月号115乃
至121ページにあるV.カイザーほか（Kaiser、et al）の
論文および米国特許第4,496,381号、第4,002,042号と第
3,675,435号とに詳述されている。
通常エチレンプラントに使用されているエチレン・プ
ロピレンカスケード装置に代わる混合冷媒装置が提案さ
れた。この場合も、エタンとターボエキスパンダーの両
方かまたはそのいずれか一方によつて低レベル冷却を供
給する。ここでも、分離エタンを分解炉に再循環させ
る。前述の方法は、ハイドロカーボン．プロセシング
（Hydrocarbon Processing）の1978年７月号の163乃至1
67ページにあるV.カイザー（Kaiser）ほかの論文と、米
国特許第4,072,485号とに詳述されている。
主としてエキスパンダー冷却に頼つているエチレン回
収方法、特に製油所ガス流れからのエチレン回収方法が
提案された。前述方法の１つが、オイル．アンド．ガ
ス．ジヤーナル（Oils ＆ Gas Journal）の1982年５月1
0日号127乃至131ページにあるR.L.ローウエル（Rowel
l）の論文に詳述されている。この方法は、たとえば40
乃至80％のような低エチレン回収には最適である。この
方法はまた、米国特許第4,272,270号と第4,356,014号に
も記述されている。前記特許に示された実施例は、C3 +
回収に特定されているが、請求の範囲はC2回収にも関し
ている。同様の方法が、オイル．アンド．ガス．ジヤー
ナルの1979年10月22日号、62乃至63ページのW.R.ミント
ン（Minton）の論文にも記載されている。この方法で、
85％エチレン回収の実現が可能であるとしている。
（発明が解決しようとする課題） 米国特許第4,035,167号と、第4,401,450号は、溶剤た
とえばヘキサンまたはシクロヘキサンを使用してガス混
合物からのエチレン回収法を記述している。後者の特許
ではさらに、エチレン回収の再生装置法を記述してい
る。再生エチレン濃縮混合物の精製については、いずれ
の特許にも論ぜられていない。
この発明の目的は、エチレン含有供給材料流れからの
エチレン回収と精製を提供することである。
（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するための本発明は、エチレン含有供
給ガス流れを２熱交換工程で冷却して、その供給材料流
れに存在するC2 +物質の大部分を凝縮させ、その凝縮C2 +
物質を脱メタン装置塔である蒸留塔に供給して凝縮しな
い軽質ガスを除去し、前記蒸留塔の頂部からの軽質ガス
流れと前記蒸留塔底部からの脱メタンC2 +流れとを発生
させ、次いで前記脱メタンC2 +流れをエチレン−エタン
分離塔に供給して少なくともエチレン生成物流れとC2 +
液体生成物エタン流れとに分離することによりエチレン
含有供給流れからエチレンを回収し精製する方法におい
て、または、エチレン含有供給ガス流れを２熱交換工程
で冷却して、その供給材料流れに存在するC2 +物質の大
部分を凝縮させ、その凝縮C2 +物質を第１蒸留塔に供給
して凝縮しない軽質ガスを除去し、前記第１蒸留塔の頂
部からの軽質ガス流れと前記第１蒸留塔底部からの脱メ
タンC2 +流れとを発生させ、次いで前記脱メタンC2 +流れ
を第２蒸留塔に記載して前記脱メタンC2 +流れ中に存在C
3 +部分を除去し、前記第２蒸留塔の頂部流出流れとして
少なくとも混合エチレン−エタン流れを生成するととも
に、前記第２蒸留塔の底部流れとしてC3 +流れを生成さ
せ、次ぎに混合エチレン−エタン流れをエチレン−エタ
ン分離塔に供給して、前記混合エチレン−エタン流れか
らエチレン製品とエタン製品とを分離することによりエ
チレン含有供給流れからエチレンを回収し精製する方法
において、（ａ）第２熱交換工程に使用する低い相対温
度レベルの冷却を、その第２熱交換工程の低温端から排
出された非凝縮軽質ガス流れの少なくとも一部または該
非凝縮軽質ガス流れと脱メタン装置塔の頂部からの軽質
ガス流れの少なくとも一部を、１つ以上の工程で膨張さ
せることによって供給すること、（ｂ）前記蒸留塔もし
くは第１蒸留塔の凝縮器および第１熱交換工程の低温端
に使用する中間の相対温度レベルの冷却を、エチレン−
エタン分離塔からの液化エタン副生物流れの少なくとも
一部に、第２熱交換工程の冷却端からの軽質ガス流れの
少なくとも一部または前記蒸留塔もしくは第１蒸留塔の
頂部からの軽質ガス流れの少なくとも一部あるいはその
両者を、混合して提供すること、（ｃ）第１熱交換工程
の高温端に使用する高い相対温度レベルの冷却を、主と
してC2、C3およびC4からなる冷媒による混合冷媒システ
ムによって提供することからなる統合された低レベル、
中間レベル、高レベルの３つの相対温度レベルの冷媒サ
イクルを利用することを特徴とする改善されたエチレン
回収および精製の方法を提供するものである。
（作 用） この発明は、例えば分解ガスや種々の製油所からのオ
フガスのようなエタン、メタンおよびその他の軽質ガス
を含有する供給ガスからエネルギー効率よくエチレンを
回収し、精製する方法を提供するものである。さらに具
体的には、この発明は、低い分圧でしかも高い全圧での
分離エタンの気化と、混合冷媒システムとによる排除軽
質ガスの統合的な膨張の組み合わせによってエチレン回
収工程に必要とされる冷却方法を提供するものである。
この発明による冷却方法の組み合わせによって、投下資
本を増大させることなくエネルギー効率を向上させるこ
とができる。
この発明において、エチレン、エタンおよび随意的で
あるが時として重質炭化水素を軽質成分とともに含む供
給ガスを、第１熱交換工程で冷却してC2と重質炭化水素
の大部分を凝縮させる。そして、未凝縮蒸気をさらに第
２熱交換工程で冷却して残留するC2成分の殆どを凝縮さ
せ、例えば少なくとも90％、好ましくは95％以上という
高率のエチレンの回収を行い、エタンおよびより重質な
成分の回収を実質的に達成する。前記第１熱交換工程
は、１つ以上の向流型熱交換器からなっており、また追
加的な液体流れは、下流の脱メタン装置塔への供給材料
として、またはC3やより重質な成分の除去のような他の
目的のための供給材料として分別される。また前記第２
熱交換工程もまた１つ以上の向流型熱交換器からなって
いるが、それはデフレグメーターであることが望まし
い。その理由は、デフレメーターで行われる精留操作
が、C2 +液体とともに凝縮され下流の脱メタン装置塔で
除去される軽質成分の量を最小限に止めることができる
からである。
前記第１および第２熱交換工程で凝縮されたC2 +液体
は、脱メタン装置塔に送られるが、この際それぞれを別
々に送り込むことが好ましい。また、必要な場合、例え
ば供給ガス圧力が脱メタン装置塔における所望作業圧力
よりも低いような場合などには、前記C2 +液体をポンプ
により昇圧することが好ましい。前記C2 +液体は、また
加温するか一部気化させてから前記脱メタン装置塔に導
入することができる。
前記脱メタン装置塔において、残存する軽質成分を頂
部排出流れとして除去し、また脱メタンC2 +液体流れを
塔底部から回収する。脱メタンC2 +液体は、さらに適当
な方法で分離精製してエチレン製品を回収し、また随意
的にC3 +も回収する。そして、結局は燃料その他の目的
に使用されるエタンを副生物として排除するか、さもな
ければこれをC3 +とともに排除する。明らかに、前記C3 +
は前記第１熱交換工程の上流か、または第１熱交換工程
と脱メタン装置塔との間で除去することができる。
本発明においては、エチレン回収工程における冷却
は、低レベル、中間レベルおよび高レベルの３つの相対
温度レベルでの冷却方法を組み合わせることにより実施
される。即ち、 先ず、第２熱交換工程において用いられる低い相対温
度レベルの冷却は、前記第２熱交換工程の低温端から排
出する未凝縮軽質ガス流れを部分再加熱した後、１つ以
上の膨脹工程で膨脹させることにより提供される。この
軽質ガスの膨張によって生ずるエネルギーは、工程に導
入する供給ガスの圧縮または工程から排出する軽質ガス
の圧縮、あるいは蒸気発生機への使用その他適当な手段
により回収される。また脱メタン装置塔のオーバーヘッ
ドからの軽質ガス流れの少なくとも一部もまた膨脹機に
送られ追加的に低い温度レベルの冷却に用いられる。
次に、脱メタン装置塔の凝縮器および第１熱交換工程
の低温端に用いられる中間相対温度レベルの冷却は、エ
チレン−エタン分離工程の下流からのエタン副生物流れ
の液化部分に、第２熱交換工程の冷却端からの軽質ガス
流れの一部または全部か、前記脱メタン装置塔の頂部か
らの軽質ガス流れの一部または全部、あるいはその両者
を、混合することにより提供される。また、前記エタン
−軽質ガス混合体は、第２熱交換工程の高温端に使用す
る中間相対温度レベルの冷却に対しても提供することが
できる。前記エタン副生物流れは、下流のエチレン−エ
タン分離工程において液化されるか、さもなくば第１熱
交換工程において液化されることが好ましい。
前記脱メタン装置塔の凝縮器に適用される冷却は、エ
タン蒸気圧３乃至14psia対応で、−170゜F（−125℃）
乃至−130゜F（−110℃）の温度範囲で行われる。この
温度範囲の冷却を提供するために純エタンを気化するに
は、エタン蒸気を大気圧以下の圧力から燃料その他の目
的に使用するための圧力、例えば50乃至150psiaにエタ
ン蒸気を再圧縮することが必要であるが、この大気以下
からの再圧縮は、高いエネルギー消費を伴うので好まし
くない。しかしながら、液体エタンを十分な量の軽質ガ
スと混合することによって、エタンを再圧縮をしないで
も、あるいは再圧縮の程度を減少させても十分な全圧力
で上記した温度範囲内で低い分圧においてエタンを気化
させることができる。また、液体エタンは、過冷却して
から軽質ガスと混合することが好ましい。脱メタン装置
塔の凝縮器には、単一のオーバーヘッド凝縮器か、また
はオーバーヘッド凝縮器と１つ以上の中間凝縮器または
サイド凝縮器とを組み合わせたものが使用される。
次に、第１熱交換工程の高温端に適用される冷却は、
混合冷媒サイクルによって提供される。混合冷媒は、主
としてC2、C3およびC4炭化水素によって構成されるが、
該混合冷媒は適当な圧力に圧縮され、また空冷、水冷、
脱メタン装置塔の底部からの脱メタンC2 +液体の部分気
化、その他の適当な手段、あるいはこれらを組み合わせ
た手段によって凝縮させることが好ましい。
凝縮した混合冷媒は、好ましく過冷却させて、適当な
低圧に気化したうえで前記第１熱交換工程において再気
化させ、必要とされる高相対温度レベルの冷却を提供す
ることができる。明らかに、混合冷媒を幾らかの圧力水
準で再気化させれば、混合冷媒蒸気の再圧縮に必要なエ
ネルギーを節約することができる。またこの混合冷媒
は、第１熱交換工程の上流での供給ガスの予備冷却は、
または下流の分離および精製工程での冷却といった他の
高相対温度レベルの冷却に使用することもできる。
前記脱メタン装置塔の底部から取り出される脱メタン
C2 +液体は、混合冷媒の凝縮のために部分気化され、さ
らに必要ならば脱エタン装置塔に進めてC3 +炭化水素の
回収を行うことができる。脱エタン装置塔から得られる
エチレン−エタンオーバーヘッドは、分離塔に導入し、
そこで高純度エチレン製品とエタン副生物とに分離する
ことができる。勿論C2 +液体からのエチレンの分離精製
には他の手段例えば吸着手段などを適用することもでき
る。
分離された液体エタンの少なくとも一部は、次いで過
冷却し膨脹された軽質ガスと混合し、さらに脱メタン装
置塔の凝縮器と第１熱交換工程において気化することに
よって、中間相対温度レベルでの冷却を提供することが
できる。またエタン−軽質ガス混合流れは、軽質ガス膨
脹機により運転される圧縮器において再圧縮することが
できる。
好ましい運転方法では、混合冷媒を圧縮し、冷却水ま
たは大気で冷却して部分凝縮させ、次いで脱メタン装置
塔底部からの脱メタンC2 +液体の部分気化によってさら
に凝縮させる。そしてさらに該混合冷媒を１つ以上の圧
力水準で過冷却、気化および再気化させて高相対温度レ
ベルの冷却を提供することができる。
添付図面は、エタン、メタンおよびその他の軽質ガス
を含有する供給ガスから、エチレンとC3 +炭化水素の両
者を高純度で回収するための本発明の好ましい実施態様
について示したものである。本実施態様においては、第
２熱交換工程としてデフレグメーターを使用し、該デフ
レグメーターと脱メタン装置塔のオーバーヘッドからの
軽質ガスを膨脹させて低相対温度レベルの冷却を提供し
ている。
図面により本実施態様を説明すると、エタン、メタ
ン、水素および他の軽質ガスを含有する供給ガス流れ10
を、その中C2 +成分の一部を凝縮するために第１熱交換
器12で冷却する。この混合相供給材料流れを第１熱交換
器から取り出して、管路1414を経由して分離器16に導入
する。管路14の供給材料流れの未凝縮部分を管路18を経
てデフレグメーター（第２熱交換器）に導入し、精留し
て残留するC2 +成分の大部分を凝縮する。凝縮C2 +をデフ
レグメーター20から取り出して管路18を経て分離器16に
還流させる。
ここで注目すべき点は、管路18には、分離器15からデ
フレグメーター20に導入される蒸気と、デフレグメータ
ー20から分離器16に還流される凝縮液との二方向流れ
（向流）が存在することである。さらに注目すべき点
は、分離器16は、第１熱交換器12とデフレグメーター20
で生成した凝縮液を分離して、それぞれを管路50および
管路56のC2 +液体流れとなように構成されていることで
ある。管路18内の供給材料の未凝縮軽質ガス成分は、管
路22を経由して、デフレグメーター20の低温端（オーバ
ーヘッド）から取り出されるがその間において、熱交換
により加温される。この加温された軽質ガス流れは、管
路24において管路66の第１蒸留塔（脱メタン装置塔）62
のオーバーヘッド流れと混合され管路26の混合流れを形
成する。管路26の流れをエキスパンダー28で膨脹させて
から、管路30を経てデフレグメーター20ニ還流させてそ
こで加温することによりデフレグメーター20の運転に必
要な追加の冷却を提供する。
管路50および管路56内の供給材料流れ中のC2 +凝縮部
分を、それぞれポンプ52およびポンプ58を使用してポン
ピングして、第１熱交換器12に導入して加温し、それぞ
れ54および管路60を経て第１蒸留塔（脱メタン装置塔）
62に移送する。第１蒸留塔62では、前記２つの流れを精
留して、そのオーバーヘッド排出流れを管路63に取り出
し、凝縮器65で部分凝縮させ、分離器64で気液分離を行
わせる。分離器64で分離されて管路68に取り出された液
体部分は、ポンプ70によって管路72を経て第１蒸留塔62
に還流させる。また分離器64で分離されたガス部分は、
減圧して管路66を経て管路24の軽質ガス流れと混合す
る。第１蒸留塔62の底部からの液体の一部を管路74に取
り出して、気化させてリボイルとして第１蒸留62に還流
させる。また残りの液体は管路76により取り出し熱交換
器78で部分気化させて、管路80により第２蒸留塔（脱エ
タン装置塔）に送り込んで精留する。
次に精留によって生じた第２蒸留塔82のオーバーヘッ
ド流れを管路84に取り出して部分凝縮させ、次いで分離
器86で気液分離を行い、分離された液体部分をポンプ87
により第２蒸留塔82へ還流させ、一方分離された気体部
分は加温されて、管路88を経てアセチレン転化器90に送
られる。第２蒸留塔82の底部液体の一部は管路96で取り
出され、気化させてリボイルとして第２蒸留塔52へ還流
させる。また残りの塔底液体は、C3 +製品として管路98
より取り出される。
アセチレン転化器90から取り出された管路92の排出液
は、熱交換して管路94を経てエチレンエタンスプリッタ
ー塔100に送り込む。該スプリッター塔100のオーバーヘ
ッドエチレン流れを管路102により取り出して、凝縮さ
せて管路104および管路106の２つの流れに分留し、管路
106の分留は、ポンプ108により管路110を経て前記スプ
リッター塔100に還流させる。一方管路104の分留はポン
プ112により気化器114に送り、気化させて管路116に送
りエチレン製品として回収する。スプリッター塔100の
底部液体の一部は管路120で取り出され、気化させてリ
ボイルとしてスプリッター塔100に還流させる。また残
りの液体部分は、エタン副生物として管路122により取
り出し第１熱交換器12に送って過冷却し、減圧して、管
路126を経て管路32の軽質ガス流れと合流混合させ、混
合流れを管路34を経て凝縮器65で凝縮させた後、第１熱
交換器12により熱交換し、軽質ガス凝縮器で凝縮させて
管路40により工程から排除する。
管路130における混合冷媒蒸気流れを、混合冷媒圧縮
器132で高圧に圧縮し、冷却水または大気を用いた熱交
換器で冷却し、部分凝縮させ、熱交換器78で第１蒸留塔
62底部からの脱メタンC2 +液体で熱交換してさらに凝縮
させ、次いで管路134の凝縮混合冷媒を第１熱交換器12
で過冷却し、弁136を経て気化させて減圧し、第１熱交
換器12で再気化させて圧縮器132に還流させることによ
り冷媒サイクルを形成させる。
（実施例） 一実施例として、図面に説明したこの発明の方法の選
択流れの物質収支を第１図に示した。
この実施例において、この方法のエチレン精製部にあ
る塔82および100の冷却は、２つの相対的に狭い温度範
囲、たとえばそれぞれ18゜F乃至20゜F（約−7.7℃乃至
−6.7℃）および−17゜F乃至−18゜F（約−27.2℃乃至
−27.8℃）で必要であり、また混合冷媒によるよりもむ
しろ、プロパンのような単一成分冷媒により最も効果的
に提供される。第１熱交換器12の冷却が、広い温度範
囲、たとえば＋60゜F乃至−85゜F（＋約15.6℃乃至−65
℃）で必要で、混合冷媒系により最も効果的に供給され
る。しかし、いくつかの場合には、下流エチレン分離と
精製部の冷却を、混合冷媒系によりさらに効果的に供給
できる。
この方法におけるエチレン回収部での冷却は、例え
ば、室温から−250゜F（−157.7℃）というように極め
て広い温度範囲の冷却が必要とされる。この発明は、統
合的に組み合わされた低、中間および高の３つの相対温
度レベルからなる冷却方法を採用することによって必要
とされる冷却を高いエネルギー効率で達成するものであ
る。
低相対温度レベルの冷却は、排除される軽質ガスのう
ちの一部または全部を膨脹させることにより提供され
る。また中間相対温度レベルの冷却は、排除ガスの一部
または全部を下流の分離、精製部からの液体エタン副生
物と結合させることによって、低い分圧で、しかも高い
全圧を維持させることにより、殆どエネルギー消費を伴
うことなく提供することができる。また高相対温度レベ
ルの冷却は、混合冷媒サイクルによって提供される。混
合冷媒の組成およびこれを再気化するための圧力は、第
１熱交換工程における冷却材料流れと気化混合冷媒との
間に熱力学的に有効な温度差を提供することができるよ
うに選択される。混合冷媒の凝縮温度は、大気、冷却
水、加温または気化された工程流れ、またはこれらの組
み合わせなど、利用可能な冷却手段によって定められ
る。そしてこれらによって、結果として高いエネルギー
効率の高相対温度レベルの冷却を提供し得るものであ
る。またさらに、混合冷媒の一部を一段以上の圧力水準
で気化させれば、エネルギー効率をさらに向上させるこ
とができる。
そして、上記したようなの統合された３つの相対温度
レベルと冷却法を採用することによって、エチレン回収
に必要な幅広い温度範囲での冷却を提供することができ
るのみならず、従来法に比して結果とし著しく動力エネ
ルギーの節約を果たすことができる。
中間および高相対温度レベルの冷却は、従来からエチ
レンプラントで行われているようなエチレン、プロパン
またはプロピレンなどの単一成分によるカスケード冷却
法によって供給することもできる。しかしながら、本発
明によるようなに再気化したエタン液体副生物に軽質ガ
スを混合したものや、混合冷媒を用いることによって、
さらに効率的な冷却を行うことができる。
また、低相対温度レベルの冷却は、従来行われている
ように第２熱交換工程において凝縮された不純物を含む
C2 +液体の気化による蒸気によっても提供し得る。しか
し、その場合には、C2 +蒸気をさらに再圧縮による再液
化を行って下流の分離、精製工程に送らなければならな
いことを考慮すると、圧縮には非常に高いエネルギーを
必要とするので不利である。本発明による冷却は、通常
の燃料用のガスヘッダーに供給する場合の圧力と同程度
の低い圧力で排除軽質ガスを膨脹させることによって提
供することができるのでより効果的である。
第２熱交換器としてデフレグメーターの使用は、必ず
しも必要ではないが好ましい。このデフレグメーターで
実現される精留は、前記C2 +液体に凝縮される軽質成分
の量を最少限に止め、また第２熱交換器そのものと、脱
メタン装置凝縮器に必要な冷却量を減少させる。これ
は、この方法にとつて、追加のエネルギー節約になる。
前記図面と、第１表とにある実施例において、この発
明の全エチレン回収と精製工程は、第２熱交換器におけ
る部分凝縮を利用し、また軽質ガスの仕事膨脹と、冷却
供給に必要なカスケードエチレン．プロパン系を利用す
る通常方法より40％少い動力しか必要としない。この方
法で、供給ガス中の98％のエチレンを最終純度99.9モル
％で回収する。また98％のプロピレンと、本質的に100
％のプロパンと、350ppm以下のC2と少量の不純物しか含
まないC3 +生成物としての重質炭化水素とを回収する。
（発明の効果） 下流C3 +分離とエチレン精製工程を含むこの発明の方
法の全動力必要量は3500Hpである。一方、上述の通常方
法では5800Hpもの動力を必要とし、それは有意に高い資
本経費となる。前記下流分離および精製工程（脱エタン
装置とスプリッター塔）を除けば、この発明のエチレン
回収部は、通常方法の3300Hpと比較して僅か1000Hpしか
必要としない。
【図面の簡単な説明】
図面はこの発明の方法の好ましい実施態様の略線図であ
る。 10……ガス供給流れ、12……第１熱交換器、14……管
路、16……分離器、18……管路、20……デフレグメータ
ー、22、24……管路、26……流れ、28……エキスパンダ
ー、30、32、34……管路、38……圧縮機、40、50……管
路、52……ポンプ、54、56……管路、58……ポンプ、60
……管路、62……管路、64……分離器、65……凝縮器、
66、67、68……管路、70……ポンプ、72、74、79……管
路、78……熱交換器、80……管路、82……第２蒸留塔、
84……管路、86……分離器、87……ポンプ、88……管
路、90……アセチレン転換器、92、94、96、98……管
路、100……エチレン．エタンスプリツター塔、102、10
4、106……管路、108……ポンプ、110……管路、114…
…気化装置、120、122、130……管路、132……圧縮機、
133……熱交換器、134……管路、136……弁
フロントページの続き (72)発明者 キンバリー．シユローダー．グラツシイ アメリカ合衆国．18078．ペンシルバニ ア州．シユネツクスビル．サンド．スプ リング・ドライブ．85 (56)参考文献 特開 昭51−74981（ＪＰ，Ａ) 米国特許2777305（ＵＳ，Ａ)

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】エチレン含有供給ガス流れを２つの熱交換
    工程で冷却して、その供給材料流れに存在するC2 +物質
    の大部分を凝縮させ、その凝縮C2 +物質を脱メタン装置
    塔に供給して凝縮しない軽質ガスを除去し、前記脱メタ
    ン装置塔の頂部からの軽質ガス流れと前記脱メタン装置
    塔底部からの脱メタンC2 +流れとを発生させ、次いで前
    記脱メタンC2 +流れを少なくともエチレン生成物流れと
    エタン副生物流れとを発生させるエチレン−エタン分離
    工程に供給してエチレン含有供給流れからエチレンを回
    収し精製する方法において、 （ａ）第２熱交換工程に使用する低い相対温度レベルの
    冷却を、その第２熱交換工程の低温端から排出された非
    凝縮軽質ガス流れの少なくとも一部または該非凝縮軽質
    ガス流れと脱メタン装置塔の頂部からの軽質ガス流れの
    少なくとも一部を、１つ以上の膨脹工程で膨脹させるこ
    とによって供給すること、 （ｂ）前記脱メタン装置塔の凝縮器および第１熱交換工
    程の低温端に使用する中間の相対温度レベルの冷却を、
    エチレン−エタン分離塔からのC2 +液体副生物流れの少
    なくとも一部に、第２熱交換工程の冷却端からの軽質ガ
    ス流れの少なくとも一部または前記脱メタン装置塔の頂
    部からの軽質ガス流れの少なくとも一部あるいはその両
    者を、混合して提供すること、 （ｃ）第１熱交換工程の高温端に使用する高い相対温度
    レベルの冷却を、主としてC2、C3およびC4からなる冷媒
    による混合冷媒システムによって提供すること、 からなる統合された３つの相対温度レベルの冷媒サイク
    ルを利用することを特徴とする改善されたエチレン回収
    および精製の方法。
  2. 【請求項２】前記第２熱交換工程が底部流れとして精留
    されたC2+液体を生成し、頂部流出流れとして低温端軽
    質ガス流れを生成するデフレグメーターであることを特
    徴とする請求項１記載の改善されたエチレン回収および
    精製の方法。
  3. 【請求項３】前記第１熱交換工程で凝縮されたC2 +物質
    と、前記デフレグメーターで凝縮された精留C2 +液体と
    を、それぞれ別々に前記脱メタン装置塔に送り込むこと
    を特徴とする請求項２記載の改善されたエチレン回収お
    よび精製の方法。
  4. 【請求項４】エチレン含有供給ガス流れを２熱交換工程
    で冷却して、その供給材料流れに存在するC2 +物質の大
    部分を凝縮させ、その凝縮C2 +物質を蒸留塔に供給して
    凝縮しない軽質ガスを除去し、前記蒸留塔の頂部からの
    軽質ガス流れと前記蒸留塔底部からの脱メタンC2 +流れ
    とを発生させ、次いで前記脱メタンC2 +流れをエチレン
    −エタン分離塔に供給して少なくともエチレン生成物流
    れとC2 +液体生成物エタン流れとに分離することにより
    エチレン含有供給流れからエチレンを回収し精製する方
    法において、 （ａ）第２熱交換工程に使用する低い相対温度レベルの
    冷却を、その第２熱交換工程の低温端から排出された非
    凝縮軽質ガス流れの少なくとも一部または該非凝縮軽質
    ガス流れと脱メタン装置塔の頂部からの軽質ガス流れの
    少なくとも一部を、１つ以上の工程膨脹させることによ
    って提供すること、 （ｂ）前記蒸留塔の凝縮器および第１熱交換工程の低温
    端に使用する中間の相対温度レベルの冷却を、エチレン
    −エタン分離工程からの液化エタン副生物流れの少なく
    とも一部に、第２熱交換工程の冷却端からの軽質ガス流
    れの少なくとも一部または前記蒸留塔の頂部からの軽質
    ガス流れの少なくとも一部あるいはその両者を、混合し
    て提供すること、 （ｃ）第１熱交換工程の高温端に使用する高い相対温度
    レベルの冷却を、主としてC2、C3およびC4からなる冷媒
    による混合冷媒システムによって提供すること、 からなる統合された３つの相対温度レベルの冷媒サイク
    ルを利用することを特徴とする改善されたエチレン回収
    および精製の方法。
  5. 【請求項５】前記第２熱交換工程が底部流れとして精留
    されたC2+液体を生成し、頂部流出流れとして低温端軽
    質ガス流れを生成するデフレグメーターであることを特
    徴とする請求項４記載の改善されたエチレン回収および
    精製の方法。
  6. 【請求項６】前記第１熱交換工程が凝縮されたC2 +物質
    と、前記デフレグメーターで凝縮された精留C2 +液体と
    を、それぞれ別々に前記脱メタン装置塔に送り込むこと
    を特徴とする請求項５記載の改善されたエチレン回収お
    よび精製の方法。
  7. 【請求項７】エチレン含有供給ガス流れを２熱交換工程
    で冷却して、その供給材料流れに存在するC2 +物質の大
    部分を凝縮させ、その凝縮C2 +物質を第１蒸留塔に供給
    して凝縮しない軽質ガスを除去し、前記第１蒸留塔の頂
    部からの軽質ガス流れと前記第１蒸留塔底部からの脱メ
    タンC2 +流れとを発生させ、次いで前記脱メタンC2 +流れ
    を第２蒸留塔に供給して前記脱メタンC2 +流れ中に存在C
    3 +部分を除去し、前記第２蒸留塔の頂部流出流れとして
    少なくとも混合エチレン−エタン流れを生成するととも
    に、前記第２蒸留塔の底部流れとしてC3 +流れを生成さ
    せ、次ぎに混合エチレン−エタン流れをエチレン−エタ
    ン分離塔に供給して、前記混合エチレン−エタン流れか
    らエチレン製品とエタン製品とを分離することからなる
    エチレン含有供給流れからエチレンを回収し精製する方
    法において、 （ａ）第２熱交換工程に使用する低い相対温度レベルの
    冷却を、その第２熱交換工程の低温端から排出された非
    凝縮軽質ガス流れの少なくとも一部または該非凝縮軽質
    ガス流れと脱メタン装置塔の頂部からの軽質ガス流れの
    少なくとも一部を、１つ以上の工程で膨脹させることに
    よって提供すること、 （ｂ）前記蒸留塔の凝縮器および第１熱交換工程の低温
    端に使用する中間の相対温度レベルの冷却を、エチレン
    −エタン分離塔からの液化エタン副生物流れの少なくと
    も一部に、第２熱交換工程の冷却端からの軽質ガス流れ
    の少なくとも一部または前記第１蒸留塔の頂部からの軽
    質ガス流れの少なくとも一部あるいはその両者を、混合
    して提供すること、 （ｃ）第１熱交換工程の高温端に使用する高い相対温度
    レベルの冷却を、主としてC2、C3およびC4からなる冷媒
    による混合冷媒システムによって提供すること、 からなる統合された３つの相対温度レベルの冷媒サイク
    ルを利用することを特徴とする改善されたエチレン回収
    および精製の方法。
  8. 【請求項８】前記第２熱交換工程が底部流れとして精留
    されたC2+液体を生成し、頂部流出流れとして低温端軽
    質ガス流れを生成するデフレグメーターであることを特
    徴とする請求項７記載の改善されたエチレン回収および
    精製の方法。
  9. 【請求項９】前記第１熱交換工程が凝縮されたC2 +物質
    と、前記デフレグメーターで凝縮された精留C2 +液体と
    を、それぞれ別々に前記脱メタン装置塔に送り込むこと
    を特徴とする請求項５記載の改善されたエチレン回収お
    よび精製の方法。
  10. 【請求項１０】前記エタン液体副生物を過冷却してから
    前記軽質ガスと混合することを特徴とする請求項８記載
    の改善されたエチレン回収および精製の方法。
  11. 【請求項１１】前記混合エタン−軽質ガス流れを軽質ガ
    スエキスパンダーにより運転される圧縮機内で再圧縮す
    ることを特徴とする請求項８記載の改善されたエチレン
    回収および精製の方法。
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