JP2869357B2 - エチレンの回収方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、低温において軽質ガス
からエチレンを回収する方法に関し、特にエチレン回収
装置の二重脱メタン装置の極低温分溜部への供給物を予
冷するための改良方法に関する。
からエチレンを回収する方法に関し、特にエチレン回収
装置の二重脱メタン装置の極低温分溜部への供給物を予
冷するための改良方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】粗軽質炭化水素ガス混合物からのエチレ
ンの回収を経済的に行うことは重要なことであるが、し
かしこのプロセスは一般にエネルギー集約的である。通
常これには極低温分離法が使用されるが、これには大量
の低温の冷媒が必要とされるので、冷凍エネルギーを低
下させることは石油工業におけるオレフィン回収にとっ
て極めて重要事であり、その低下を図るための努力が継
続的に行われている。
ンの回収を経済的に行うことは重要なことであるが、し
かしこのプロセスは一般にエネルギー集約的である。通
常これには極低温分離法が使用されるが、これには大量
の低温の冷媒が必要とされるので、冷凍エネルギーを低
下させることは石油工業におけるオレフィン回収にとっ
て極めて重要事であり、その低下を図るための努力が継
続的に行われている。
【０００３】通常、エチレンは種々の濃度の水素、メタ
ン、エタン、エチレン、プロパン、プロピレン、少量の
重質炭化水素、窒素およびその他の微量成分を含む炭化
水素の分解装置からの分解ガスのような軽質混合ガスか
ら回収される。このような混合ガスを濃縮分溜するため
の冷媒は、通常室温の冷却水とプロパン／プロピレンお
よびエタン／エチレンの閉サイクルシステムと分離工程
において得られる加圧軽質ガスの膨脹操作またはジュー
ル・トムソン膨脹による低温によって供給される。米国
特許第３，６７５，４３５号、第４，００２，０４２
号、第４，１６３，６５２号、第４，６２９，４８４
号、第４，９００，３４７号に代表的に特徴付けられる
ように、長年に亘りこの種の冷媒を使用した種々の設計
が開発されている。上記のような改良された極低温分離
法については、該米国特許第４，００２，０４２号中で
明らかにされているように、約−７５°Ｆ（約−５９
℃）乃至−１７５°Ｆ（−１１５℃）の間での供給ガス
の最終的な冷却と凝縮は、デフレグメーター型の熱交換
器により実施される。デフレグメーターは、分離濃縮器
型の熱交換器において実施されているような単一の分離
段階に比べて、例えば５乃至１５段階あるいはそれ以上
という多数の分離段階が組込まれているので、エチレン
を含む液体が冷却供給ガスから凝縮される場合にかなり
大きい予備分溜が行われる。その結果供給ガスからのメ
タンの凝縮量を極めて少なくなるようにして脱メタン装
置に送ることができるので供給ガスの冷却と脱メタン塔
還流の双方のために必要な冷凍エネルギーを低減するこ
とができる。
ン、エタン、エチレン、プロパン、プロピレン、少量の
重質炭化水素、窒素およびその他の微量成分を含む炭化
水素の分解装置からの分解ガスのような軽質混合ガスか
ら回収される。このような混合ガスを濃縮分溜するため
の冷媒は、通常室温の冷却水とプロパン／プロピレンお
よびエタン／エチレンの閉サイクルシステムと分離工程
において得られる加圧軽質ガスの膨脹操作またはジュー
ル・トムソン膨脹による低温によって供給される。米国
特許第３，６７５，４３５号、第４，００２，０４２
号、第４，１６３，６５２号、第４，６２９，４８４
号、第４，９００，３４７号に代表的に特徴付けられる
ように、長年に亘りこの種の冷媒を使用した種々の設計
が開発されている。上記のような改良された極低温分離
法については、該米国特許第４，００２，０４２号中で
明らかにされているように、約−７５°Ｆ（約−５９
℃）乃至−１７５°Ｆ（−１１５℃）の間での供給ガス
の最終的な冷却と凝縮は、デフレグメーター型の熱交換
器により実施される。デフレグメーターは、分離濃縮器
型の熱交換器において実施されているような単一の分離
段階に比べて、例えば５乃至１５段階あるいはそれ以上
という多数の分離段階が組込まれているので、エチレン
を含む液体が冷却供給ガスから凝縮される場合にかなり
大きい予備分溜が行われる。その結果供給ガスからのメ
タンの凝縮量を極めて少なくなるようにして脱メタン装
置に送ることができるので供給ガスの冷却と脱メタン塔
還流の双方のために必要な冷凍エネルギーを低減するこ
とができる。
【０００４】従来行われている極低温分離と低温分溜工
程の改良については米国特許第４，９００，３４７号に
記載されている。それによれば、約−３０°Ｆ（約−３
４．５℃）以下でのエチレンの回収のための供給ガスの
冷却は、高温デフレグメーターと低温デフレグメーター
のような少くとも２つのデフレグメーターにより行わ
れ、脱メタン塔は第１（高温）脱メタン塔と第２（低
温）脱メタン塔とに分割され、双方とも高圧で操作され
る（尚ここでいう「高温」と「低温」の表現は両者の相
対的な温度比較を示すものであり、絶対的な温度条件を
示すものではない。）。供給ガスが−３０°Ｆ（約−３
４．５℃）以上の温度で冷却されている場合においても
該デフレグメーターを使用することができる。高温デフ
レグメーターは、−３０°Ｆ（約−３４．５℃）の供給
ガス中に残留している実質的に全部のプロピレンと重質
炭化水素を大部分のエチレンと共に凝縮して予備分溜
し、得られた液は高温脱メタン塔に送られる。高温脱メ
タン塔の還流は、一般的には−４０°Ｆ（−４０℃）ま
たはそれ以上の温度のプロピレンまたはプロパン冷媒を
用いてオーバーヘッド蒸気の一部を凝縮させることによ
って得られる。高温脱メタン塔からの底液は、脱エタン
塔に送られ、そこでＣ3 およびさらに重質の炭化水素
（Ｃ3 + ）が底部生成液として回収される。脱エタン塔
からのＣ2 炭化水素オーバーヘッドは、エチレン／エタ
ン分離塔へ送られる。低温デフレグメーターは低温供給
ガス中に残存するエチレンとエタンを凝縮して予備分溜
し、得られた液は低温脱メタン塔に送られる。低温脱メ
タン塔の還流は、一般的には−１５０°Ｆ（約−１０１
℃）の温度のエチレン冷媒を用いてオーバーヘッド蒸気
の一部を凝縮させることによって得られる。低温脱メタ
ン塔からのエチレンを多く含んだ底液は実質的にプロピ
レンまたはプロパンを含んでおらず第２供給液として、
脱エタン塔を通さずに直接エチレン／エタン分離塔へ送
られる。
程の改良については米国特許第４，９００，３４７号に
記載されている。それによれば、約−３０°Ｆ（約−３
４．５℃）以下でのエチレンの回収のための供給ガスの
冷却は、高温デフレグメーターと低温デフレグメーター
のような少くとも２つのデフレグメーターにより行わ
れ、脱メタン塔は第１（高温）脱メタン塔と第２（低
温）脱メタン塔とに分割され、双方とも高圧で操作され
る（尚ここでいう「高温」と「低温」の表現は両者の相
対的な温度比較を示すものであり、絶対的な温度条件を
示すものではない。）。供給ガスが−３０°Ｆ（約−３
４．５℃）以上の温度で冷却されている場合においても
該デフレグメーターを使用することができる。高温デフ
レグメーターは、−３０°Ｆ（約−３４．５℃）の供給
ガス中に残留している実質的に全部のプロピレンと重質
炭化水素を大部分のエチレンと共に凝縮して予備分溜
し、得られた液は高温脱メタン塔に送られる。高温脱メ
タン塔の還流は、一般的には−４０°Ｆ（−４０℃）ま
たはそれ以上の温度のプロピレンまたはプロパン冷媒を
用いてオーバーヘッド蒸気の一部を凝縮させることによ
って得られる。高温脱メタン塔からの底液は、脱エタン
塔に送られ、そこでＣ3 およびさらに重質の炭化水素
（Ｃ3 + ）が底部生成液として回収される。脱エタン塔
からのＣ2 炭化水素オーバーヘッドは、エチレン／エタ
ン分離塔へ送られる。低温デフレグメーターは低温供給
ガス中に残存するエチレンとエタンを凝縮して予備分溜
し、得られた液は低温脱メタン塔に送られる。低温脱メ
タン塔の還流は、一般的には−１５０°Ｆ（約−１０１
℃）の温度のエチレン冷媒を用いてオーバーヘッド蒸気
の一部を凝縮させることによって得られる。低温脱メタ
ン塔からのエチレンを多く含んだ底液は実質的にプロピ
レンまたはプロパンを含んでおらず第２供給液として、
脱エタン塔を通さずに直接エチレン／エタン分離塔へ送
られる。
【０００５】米国特許第５，０３５，７３２号には上述
の工程を変化させたものについて述べられているが、そ
れでは第２（低温）脱メタン塔は、１７５ｐｓｉａ（１
２１０ｋＰａ（絶対圧））か、それ以下の低圧状態で操
作されている。低圧低温脱メタン塔の還流は、膨脹器お
よび／または−１５０°Ｆ（−１０１℃）以下の他の工
程流による冷媒を使用して低温脱メタン塔のオーバーヘ
ッド蒸気の一部または低温デフレグメーターのオーバー
ヘッド蒸気の一部を凝縮させることによって得られる。
の工程を変化させたものについて述べられているが、そ
れでは第２（低温）脱メタン塔は、１７５ｐｓｉａ（１
２１０ｋＰａ（絶対圧））か、それ以下の低圧状態で操
作されている。低圧低温脱メタン塔の還流は、膨脹器お
よび／または−１５０°Ｆ（−１０１℃）以下の他の工
程流による冷媒を使用して低温脱メタン塔のオーバーヘ
ッド蒸気の一部または低温デフレグメーターのオーバー
ヘッド蒸気の一部を凝縮させることによって得られる。
【０００６】米国特許第４，９００，３４７号および第
５，０３５，７３２号による改善された方法では、エチ
レン工場の極低温分離工程におけるエネルギーの節約の
ために多重デフレグメーターと多重脱メタン塔とを連結
することによりエチレン工場における低温分溜工程での
設備費用とエネルギー節約の両方を達成している。
５，０３５，７３２号による改善された方法では、エチ
レン工場の極低温分離工程におけるエネルギーの節約の
ために多重デフレグメーターと多重脱メタン塔とを連結
することによりエチレン工場における低温分溜工程での
設備費用とエネルギー節約の両方を達成している。
【０００７】この米国特許による方法と従来の方法とを
比較すると、 1)デフレグメーターは、極めて少量のメタンが凝縮され
るので従来の部分凝縮型熱交換器に比べて少い冷却エネ
ルギーで済む、
比較すると、 1)デフレグメーターは、極めて少量のメタンが凝縮され
るので従来の部分凝縮型熱交換器に比べて少い冷却エネ
ルギーで済む、
【０００８】2)多重脱メタン塔装置は、高温塔が廉価な
材料を使用し、より高価な材料を使用する低温塔が従来
の単一低温脱メタン塔の場合よりも小さくて済むので、
従来の単一塔に比べて経済的である、
材料を使用し、より高価な材料を使用する低温塔が従来
の単一低温脱メタン塔の場合よりも小さくて済むので、
従来の単一塔に比べて経済的である、
【０００９】3)多重脱メタン塔装置は、従来の単一低温
脱メタン塔の場合に比べて、より少量のメタンが凝縮さ
れて塔に送られ、また高温塔はより高温の低エネルギー
集約的な冷媒を使用し、低温塔はより低温の高エネルギ
ー集約的な冷媒を使用するので分溜のために必要とされ
る冷却エネルギーが少くて済む、
脱メタン塔の場合に比べて、より少量のメタンが凝縮さ
れて塔に送られ、また高温塔はより高温の低エネルギー
集約的な冷媒を使用し、低温塔はより低温の高エネルギ
ー集約的な冷媒を使用するので分溜のために必要とされ
る冷却エネルギーが少くて済む、
【００１０】4)塔内において処理すべき液体量が少量で
あるので、脱エタン塔は小さくてよく、また分離エネル
ギーも少量で済む、
あるので、脱エタン塔は小さくてよく、また分離エネル
ギーも少量で済む、
【００１１】5)塔への予備分離は２つの系統で行われる
ためにエチレン／エタン分離塔は小さくてよく、また分
離エネルギーも少量で済む、などの特徴を有している。
ためにエチレン／エタン分離塔は小さくてよく、また分
離エネルギーも少量で済む、などの特徴を有している。
【００１２】米国特許第４，００２，０４２号、第４，
９００，３４７号および第５，０３５，７３２号等で述
べられているような改良された工程ではエタンおよびエ
チレンあるいはＬＰＧやナフサや軽油のような重質炭化
水素の分解によって生じた供給ガスからエチレンが回収
される。
９００，３４７号および第５，０３５，７３２号等で述
べられているような改良された工程ではエタンおよびエ
チレンあるいはＬＰＧやナフサや軽油のような重質炭化
水素の分解によって生じた供給ガスからエチレンが回収
される。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】上記したように多重脱
メタン装置を使用した方法は効率的であり、エチレンを
含む供給ガスからのエチレンの回収には好ましい操業様
式が得られる方法であると言える。本発明は上記装置を
利用した方法をさらに改良してエタンおよびエタン−プ
ロパンの分溜から得られる供給ガスからエチレンをさら
に効率よく得ることを目的とするものである。
メタン装置を使用した方法は効率的であり、エチレンを
含む供給ガスからのエチレンの回収には好ましい操業様
式が得られる方法であると言える。本発明は上記装置を
利用した方法をさらに改良してエタンおよびエタン−プ
ロパンの分溜から得られる供給ガスからエチレンをさら
に効率よく得ることを目的とするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明は、エチレン、水素およびＣ1 〜Ｃ3 の炭化
水素を含む加圧供給ガスを予冷して部分凝縮する工程、
この部分凝縮した加圧供給ガスを第１の脱メタン塔で分
溜して中間蒸気およびＣ 2 + 炭化水素に富んだ第１の脱
メタン液を得る工程、該中間蒸気を第２の脱メタン塔で
分溜して軽質のオーバーヘッド製品とＣ2 炭化水素に富
んだ第２の脱メタン液とを得る工程、および第１および
第２の脱メタン液を分溜してエチレン製品とエタンおよ
びＣ3 +炭化水素を含む流れを得る工程を含む周知のエ
チレンの回収方法において、上記加圧供給ガスを予冷し
て部分凝縮する工程が、（ａ）該加圧供給ガスを特定温
度以上の温度で操作される第１の凝縮帯域における部分
凝縮器中で冷却して部分凝縮する工程、（ｂ）工程
（ａ）からの部分凝縮供給ガスを第１の蒸気流れと凝縮
液に分別する工程、および（ｃ）該第１の蒸気流れを特
定温度以下の温度で操作される第２の凝縮帯域において
分縮することにより冷却、部分凝縮および精溜して軽質
ガスと分縮液を得る工程を含み、上記凝縮液を該第１の
脱メタン塔へ供給し、上記分縮液を第２の脱メタン塔に
供給することを特徴とするエチレンの回収方法である。
上記の本発明において、設定される特定温度は−８０°
Ｆ（約−６２℃）以下かつ−１２０°Ｆ（約−８４℃）
以上の温度であることが好ましい。また該加圧供給ガス
は１モル％以下、特に０．５モル％以下のプロパンもし
くはプロパンおよびプロピレン、２５モル％以下、特に
１５モル％以下のメタンを含むことが好ましい。
めの本発明は、エチレン、水素およびＣ1 〜Ｃ3 の炭化
水素を含む加圧供給ガスを予冷して部分凝縮する工程、
この部分凝縮した加圧供給ガスを第１の脱メタン塔で分
溜して中間蒸気およびＣ 2 + 炭化水素に富んだ第１の脱
メタン液を得る工程、該中間蒸気を第２の脱メタン塔で
分溜して軽質のオーバーヘッド製品とＣ2 炭化水素に富
んだ第２の脱メタン液とを得る工程、および第１および
第２の脱メタン液を分溜してエチレン製品とエタンおよ
びＣ3 +炭化水素を含む流れを得る工程を含む周知のエ
チレンの回収方法において、上記加圧供給ガスを予冷し
て部分凝縮する工程が、（ａ）該加圧供給ガスを特定温
度以上の温度で操作される第１の凝縮帯域における部分
凝縮器中で冷却して部分凝縮する工程、（ｂ）工程
（ａ）からの部分凝縮供給ガスを第１の蒸気流れと凝縮
液に分別する工程、および（ｃ）該第１の蒸気流れを特
定温度以下の温度で操作される第２の凝縮帯域において
分縮することにより冷却、部分凝縮および精溜して軽質
ガスと分縮液を得る工程を含み、上記凝縮液を該第１の
脱メタン塔へ供給し、上記分縮液を第２の脱メタン塔に
供給することを特徴とするエチレンの回収方法である。
上記の本発明において、設定される特定温度は−８０°
Ｆ（約−６２℃）以下かつ−１２０°Ｆ（約−８４℃）
以上の温度であることが好ましい。また該加圧供給ガス
は１モル％以下、特に０．５モル％以下のプロパンもし
くはプロパンおよびプロピレン、２５モル％以下、特に
１５モル％以下のメタンを含むことが好ましい。
【００１５】
【作用】以下に本発明の詳細およびその作用について説
明する。プロパンまたは重質炭化水素の分解に基づくエ
チレン製造プラントにおいて、極低温分離工程（または
冷却列）への分解供給ガスは、一般的には約−２０°Ｆ
（約−２９℃）から−４０°Ｆ（−４０℃）の温度、３
５０ｐｓｉａから５００ｐｓｉａ（２４１０〜３４５０
ｋＰａ（絶対圧））の圧力で水素および軽質ガスを含
み、さらに２５モル％から４５モル％のメタン、２５モ
ル％から４５モル％のエチレンおよび／またはエタン、
２モル％以上のプロピレンおよび／またはプロパンと少
量の重質炭化水素とを含んでいる。前述した米国特許第
４，９００，３４７号および第５，０３５，７３２号の
中で説明されている極低温分離と低温分溜の工程におい
て、上記した組成の分解供給ガスを使用して濃縮されて
２つの脱メタン塔に送られるメタンの量を最小限とし、
また第２濃縮域で低温デフレグメーターに導入されるプ
ロピレンとプロパンの量を約０．０５モル％以下に減少
させるためには、第１濃縮域での高温デフレグメーター
の使用が必須である。そしてその結果として低温デフレ
グメーターで回収されるエチレンおよびエタンは脱エタ
ン塔を通過させないでよいとしている。
明する。プロパンまたは重質炭化水素の分解に基づくエ
チレン製造プラントにおいて、極低温分離工程（または
冷却列）への分解供給ガスは、一般的には約−２０°Ｆ
（約−２９℃）から−４０°Ｆ（−４０℃）の温度、３
５０ｐｓｉａから５００ｐｓｉａ（２４１０〜３４５０
ｋＰａ（絶対圧））の圧力で水素および軽質ガスを含
み、さらに２５モル％から４５モル％のメタン、２５モ
ル％から４５モル％のエチレンおよび／またはエタン、
２モル％以上のプロピレンおよび／またはプロパンと少
量の重質炭化水素とを含んでいる。前述した米国特許第
４，９００，３４７号および第５，０３５，７３２号の
中で説明されている極低温分離と低温分溜の工程におい
て、上記した組成の分解供給ガスを使用して濃縮されて
２つの脱メタン塔に送られるメタンの量を最小限とし、
また第２濃縮域で低温デフレグメーターに導入されるプ
ロピレンとプロパンの量を約０．０５モル％以下に減少
させるためには、第１濃縮域での高温デフレグメーター
の使用が必須である。そしてその結果として低温デフレ
グメーターで回収されるエチレンおよびエタンは脱エタ
ン塔を通過させないでよいとしている。
【００１６】しかしながら、エタンの分解、またはエタ
ン／プロパンの分解に基づくエチレン工場においては、
−２０°Ｆ（約−２９℃）乃至−４０°Ｆ（−４０℃）
の温度、３５ｐｓｉａ乃至５５０ｐｓｉａ（２４０〜３
７９０ｋＰａ（絶対圧））の圧力での極低温分離域への
分解供給ガスは、一般的には僅か５モル％乃至２０モル
％のメタンと１モル％以下のプロピレンおよび／または
プロパンと僅かの重質炭化水素を含むのみに過ぎない。
本発明においては、上記した組成の供給ガスを使用し
て、これを−８０°Ｆ（約−６２℃）乃至−１２０°Ｆ
（約−８４℃）の温度に冷却するためには前述した米国
特許第４，９００，３４７号および第５，０３５，７３
２号における極低温分離工程における第１凝縮帯域での
加温デフレグメーターを、１つ以上の部分凝縮器に置き
換えることができることが見出された。そして上記した
組成の分解供給ガスを使用した場合に前記部分凝縮器は
脱メタン塔に著しい損失を起こすような多量の凝縮メタ
ン量の増加をきたすことなく、第２凝縮帯域の低温デフ
レグメーターに導入するプロピレンとプロパンの濃度を
０．０５モル％以下の濃度に減少させることができる。
それ故に、低温デフレグメーターにおいて回収されたエ
チレンとエタンを脱エタン塔を通過させる必要がなくな
る。エタン／プロパンの分解においては、分解供給ガス
中のメタンの量は、大部分が分解されるエタン量に比例
して分解されるプロパンの分量に依存するのである。
ン／プロパンの分解に基づくエチレン工場においては、
−２０°Ｆ（約−２９℃）乃至−４０°Ｆ（−４０℃）
の温度、３５ｐｓｉａ乃至５５０ｐｓｉａ（２４０〜３
７９０ｋＰａ（絶対圧））の圧力での極低温分離域への
分解供給ガスは、一般的には僅か５モル％乃至２０モル
％のメタンと１モル％以下のプロピレンおよび／または
プロパンと僅かの重質炭化水素を含むのみに過ぎない。
本発明においては、上記した組成の供給ガスを使用し
て、これを−８０°Ｆ（約−６２℃）乃至−１２０°Ｆ
（約−８４℃）の温度に冷却するためには前述した米国
特許第４，９００，３４７号および第５，０３５，７３
２号における極低温分離工程における第１凝縮帯域での
加温デフレグメーターを、１つ以上の部分凝縮器に置き
換えることができることが見出された。そして上記した
組成の分解供給ガスを使用した場合に前記部分凝縮器は
脱メタン塔に著しい損失を起こすような多量の凝縮メタ
ン量の増加をきたすことなく、第２凝縮帯域の低温デフ
レグメーターに導入するプロピレンとプロパンの濃度を
０．０５モル％以下の濃度に減少させることができる。
それ故に、低温デフレグメーターにおいて回収されたエ
チレンとエタンを脱エタン塔を通過させる必要がなくな
る。エタン／プロパンの分解においては、分解供給ガス
中のメタンの量は、大部分が分解されるエタン量に比例
して分解されるプロパンの分量に依存するのである。
【００１７】デフレグメーターは、供給ガスを部分的に
凝縮して精溜する精溜熱交換器である。一般的にいっ
て、デフレグメーターは５から１５個の複数分離段に相
当する分離能力を有している。またここでいう部分凝縮
器は、単純な分離用容器中で蒸気流と液体流とに分離さ
れる蒸気−液体混合物を得るために精製することなしに
供給ガスが部分的に凝縮されるような従来の凝縮器とし
て定義される。単一段での分離は部分凝縮器において達
成することができる。
凝縮して精溜する精溜熱交換器である。一般的にいっ
て、デフレグメーターは５から１５個の複数分離段に相
当する分離能力を有している。またここでいう部分凝縮
器は、単純な分離用容器中で蒸気流と液体流とに分離さ
れる蒸気−液体混合物を得るために精製することなしに
供給ガスが部分的に凝縮されるような従来の凝縮器とし
て定義される。単一段での分離は部分凝縮器において達
成することができる。
【００１８】本発明の技術思想は、分解供給ガスが一般
的には１モル％以下のプロピレンとプロパンを含むので
先端部の脱エタン塔（極低温分離工程における上流部
分）を使用する幾つかのエチレン製造工場において利用
することができる。加うるに極低温分離工程に導入され
る分解供給ガス中のメタンの量は、第１凝縮帯域の部分
凝縮器の中で凝縮され高温脱メタン塔へ送られるメタン
量を最小限にするために２５モル％以下、好ましくは１
５モル％以下とすることが望ましい。この場合における
分解供給ガス中のメタン量は特定の分解装置フィードス
トックに依存する。図１は、本発明の実施態様を示すも
のであるが、図１において分解供給ガス１は、約３５０
ｐｓｉａ乃至５５０ｐｓｉａ（２４１０〜３７９０ｋＰ
ａ（絶対圧））の圧力に圧縮機（図示せず）により圧縮
され、一般的なプロパンおよびプロピレン冷媒を用いた
冷却器１０１および１０３で約−２０°Ｆ（約−２９
℃）乃至−４０°Ｆ（−４０℃）の温度に冷却される。
部分凝縮された気液混合流３は、分離器１０５に入り、
該分離器１０５から凝縮液５と蒸気７が取り出される。
蒸気７は、本発明の加圧供給ガスであり、通常は３０モ
ル％乃至６０モル％の水素、５モル％乃至３０モル％の
メタン、１０モル％乃至２０モル％のエタンを含む。ま
た蒸気７は約１モル％以下のＣ3 および重質炭化水素、
２５モル％以下のメタンを含むのが好ましく、一般的に
はエタンまたはエタン／プロパンの熱分解によって得ら
れる。蒸気７は、−２５°Ｆ（約−３２℃）乃至−１２
５°Ｆ（約−８７℃）の間の温度で供給される冷媒９と
の熱交換によって、第１凝縮帯域１０６においてさらに
冷却され部分凝縮される。冷媒９は、１つ以上のエチレ
ン冷媒水準か混合冷媒からなり、さらにエチレン製造プ
ラントから得られる低温流によって補完することもあり
得る。熱交換器１０７は、従来の一般的なシェル・チュ
ーブ型、またはブレージング・アルミニウム型のものが
使用される。約−２５°Ｆ（約−３２℃）乃至−１２０
°Ｆ（約−８４℃）の温度の蒸気／凝縮液混合物１１
は、分離器１０９に導入され、該分離器１０９により蒸
気１３と凝縮液流１５が回収される。第１凝縮帯域１０
６の熱交換器１０７と分離器１０９は、蒸気１３と液流
１５が熱力学的な平衡を保つような単一段による分離平
衡が得られる部分凝縮器として操業される。一般的に５
０モル％乃至８０モル％の水素、１０モル％乃至３５モ
ル％のメタン、５モル％乃至２０モル％のエチレン、１
０モル％以下のエタン、０．１モル％以下のプロピレン
および／またはプロパンを含む蒸気１３は、アキュムレ
ータードラム１１１を通り、第２凝縮帯域１１３中で同
時に凝縮、精溜するためにデフレグメーター１１５内で
さらに冷却される。一般にデフレグメーター１１５では
１段の分離しか得られない熱交換器１０７と分離器１０
９からなる部分凝縮装置とは違って５乃至１５段の分離
を行うことができる。デフレグメーター１１５は、約−
８５°Ｆ（−６５℃）乃至−２３５°Ｆ（約−１４８
℃）の間の温度で供給される冷媒１７によって冷却され
る。冷媒１７は一般的にエチレン製造プラントで得られ
る様々な低温流体に加うるに１つ以上の水準のエチレン
冷媒または混合冷媒からなる。主としてメタンと水素か
らなる軽質ガス１９は、デフレグメーター１１５から回
収され、その一部はエチレン製造プラントの水素回収帯
域（図示されない）に送られる。デフレグメーター排出
液２１は、約−８５°Ｆ（約−６５℃）乃至−１３０°
Ｆ（−９０℃）の温度で回収されるが、該液は通常５モ
ル％乃至１５モル％のメタン、６０モル％乃至８０モル
％のエチレン、１５モル％乃至３０モル％のエタン、
０．５モル％以下のプロピレンとプロパンを含んでい
る。
的には１モル％以下のプロピレンとプロパンを含むので
先端部の脱エタン塔（極低温分離工程における上流部
分）を使用する幾つかのエチレン製造工場において利用
することができる。加うるに極低温分離工程に導入され
る分解供給ガス中のメタンの量は、第１凝縮帯域の部分
凝縮器の中で凝縮され高温脱メタン塔へ送られるメタン
量を最小限にするために２５モル％以下、好ましくは１
５モル％以下とすることが望ましい。この場合における
分解供給ガス中のメタン量は特定の分解装置フィードス
トックに依存する。図１は、本発明の実施態様を示すも
のであるが、図１において分解供給ガス１は、約３５０
ｐｓｉａ乃至５５０ｐｓｉａ（２４１０〜３７９０ｋＰ
ａ（絶対圧））の圧力に圧縮機（図示せず）により圧縮
され、一般的なプロパンおよびプロピレン冷媒を用いた
冷却器１０１および１０３で約−２０°Ｆ（約−２９
℃）乃至−４０°Ｆ（−４０℃）の温度に冷却される。
部分凝縮された気液混合流３は、分離器１０５に入り、
該分離器１０５から凝縮液５と蒸気７が取り出される。
蒸気７は、本発明の加圧供給ガスであり、通常は３０モ
ル％乃至６０モル％の水素、５モル％乃至３０モル％の
メタン、１０モル％乃至２０モル％のエタンを含む。ま
た蒸気７は約１モル％以下のＣ3 および重質炭化水素、
２５モル％以下のメタンを含むのが好ましく、一般的に
はエタンまたはエタン／プロパンの熱分解によって得ら
れる。蒸気７は、−２５°Ｆ（約−３２℃）乃至−１２
５°Ｆ（約−８７℃）の間の温度で供給される冷媒９と
の熱交換によって、第１凝縮帯域１０６においてさらに
冷却され部分凝縮される。冷媒９は、１つ以上のエチレ
ン冷媒水準か混合冷媒からなり、さらにエチレン製造プ
ラントから得られる低温流によって補完することもあり
得る。熱交換器１０７は、従来の一般的なシェル・チュ
ーブ型、またはブレージング・アルミニウム型のものが
使用される。約−２５°Ｆ（約−３２℃）乃至−１２０
°Ｆ（約−８４℃）の温度の蒸気／凝縮液混合物１１
は、分離器１０９に導入され、該分離器１０９により蒸
気１３と凝縮液流１５が回収される。第１凝縮帯域１０
６の熱交換器１０７と分離器１０９は、蒸気１３と液流
１５が熱力学的な平衡を保つような単一段による分離平
衡が得られる部分凝縮器として操業される。一般的に５
０モル％乃至８０モル％の水素、１０モル％乃至３５モ
ル％のメタン、５モル％乃至２０モル％のエチレン、１
０モル％以下のエタン、０．１モル％以下のプロピレン
および／またはプロパンを含む蒸気１３は、アキュムレ
ータードラム１１１を通り、第２凝縮帯域１１３中で同
時に凝縮、精溜するためにデフレグメーター１１５内で
さらに冷却される。一般にデフレグメーター１１５では
１段の分離しか得られない熱交換器１０７と分離器１０
９からなる部分凝縮装置とは違って５乃至１５段の分離
を行うことができる。デフレグメーター１１５は、約−
８５°Ｆ（−６５℃）乃至−２３５°Ｆ（約−１４８
℃）の間の温度で供給される冷媒１７によって冷却され
る。冷媒１７は一般的にエチレン製造プラントで得られ
る様々な低温流体に加うるに１つ以上の水準のエチレン
冷媒または混合冷媒からなる。主としてメタンと水素か
らなる軽質ガス１９は、デフレグメーター１１５から回
収され、その一部はエチレン製造プラントの水素回収帯
域（図示されない）に送られる。デフレグメーター排出
液２１は、約−８５°Ｆ（約−６５℃）乃至−１３０°
Ｆ（−９０℃）の温度で回収されるが、該液は通常５モ
ル％乃至１５モル％のメタン、６０モル％乃至８０モル
％のエチレン、１５モル％乃至３０モル％のエタン、
０．５モル％以下のプロピレンとプロパンを含んでい
る。
【００１９】凝縮液流５と１５には、分解供給ガス１中
に含まれる実質的に全てのプロパン、プロピレンおよび
重質炭化水素そしてエタンの大部分が含まれる。これら
の液流は蒸留塔、オーバーヘッド凝縮装置およびその他
の公知の操作特性を含む第１脱メタン塔１１７への供給
流となる。第１脱メタン塔１１７は、通常＋６０°Ｆ
（約＋１５．５℃）乃至−４０°Ｆ（−４０℃）の間の
温度範囲で操業され、供給凝縮液流５と１５からの実質
的に全てのメタンとエチレンの大部分を含むオーバーヘ
ッド蒸気２３が生成される。底液２５はそこから取り出
され、供給流５および１５からの実質的に全てのプロパ
ン、プロピレンおよび重質炭化水素とエタンの大部分が
含まれる。次に底液２５は、脱エタン塔１２１に導入さ
れ、そこでは実質的に全てのプロパン、プロピレンおよ
び重質炭化水素を含む底液３１が得られる。またそのオ
ーバーヘッド蒸気３３には、第１脱メタン塔の底液２５
中に含まれる実質的に全てのエタンとエチレンが含まれ
る。
に含まれる実質的に全てのプロパン、プロピレンおよび
重質炭化水素そしてエタンの大部分が含まれる。これら
の液流は蒸留塔、オーバーヘッド凝縮装置およびその他
の公知の操作特性を含む第１脱メタン塔１１７への供給
流となる。第１脱メタン塔１１７は、通常＋６０°Ｆ
（約＋１５．５℃）乃至−４０°Ｆ（−４０℃）の間の
温度範囲で操業され、供給凝縮液流５と１５からの実質
的に全てのメタンとエチレンの大部分を含むオーバーヘ
ッド蒸気２３が生成される。底液２５はそこから取り出
され、供給流５および１５からの実質的に全てのプロパ
ン、プロピレンおよび重質炭化水素とエタンの大部分が
含まれる。次に底液２５は、脱エタン塔１２１に導入さ
れ、そこでは実質的に全てのプロパン、プロピレンおよ
び重質炭化水素を含む底液３１が得られる。またそのオ
ーバーヘッド蒸気３３には、第１脱メタン塔の底液２５
中に含まれる実質的に全てのエタンとエチレンが含まれ
る。
【００２０】第２脱メタン塔１１９は、通常＋２５°Ｆ
（約−４℃）乃至−２５０°Ｆ（約−１５７℃）の温度
範囲で操業され、デフレグメーター排出液２１と第１脱
メタン塔１１７のオーバーヘッド蒸気２３がそれぞれ２
つの位置で供給される。軽質ガスの水素／メタンオーバ
ーヘッド蒸気２７とエチレンを多量に含む底液２９は該
第２脱メタン塔から回収される。最終的な低温分溜はエ
タン−エチレン分離塔１２３において行われ、高純度の
エチレン製品３５とエタン底液製品３７が得られる。
（約−４℃）乃至−２５０°Ｆ（約−１５７℃）の温度
範囲で操業され、デフレグメーター排出液２１と第１脱
メタン塔１１７のオーバーヘッド蒸気２３がそれぞれ２
つの位置で供給される。軽質ガスの水素／メタンオーバ
ーヘッド蒸気２７とエチレンを多量に含む底液２９は該
第２脱メタン塔から回収される。最終的な低温分溜はエ
タン−エチレン分離塔１２３において行われ、高純度の
エチレン製品３５とエタン底液製品３７が得られる。
【００２１】
【実施例】供給分解ガス流１を冷却器１０１および１０
３内で幾つかの水準のＣ3 冷媒を用いて−２６°Ｆ（約
−３２℃）に冷却した。これによって得られる部分凝縮
液流３を−２６°Ｆ、５０８ｐｓｉａ（３５００ｋＰａ
（絶対圧））の分離器１０５内で凝縮液５（主としてプ
ロピレン／プロパンおよび重質炭化水素）と蒸気７に分
離した。凝縮液５は、第１（高温）脱メタン塔１１７に
供給され、また、蒸気７は、４３モル％の水素、１１モ
ル％のメタン、２９．５モル％のエチレン、１６モル％
のエタン、０．５モル％のプロパンおよびプロピレンを
含む本発明の加圧供給ガスであるが、該蒸気７は第１凝
縮帯域１０６の部分凝縮器型熱交換器１０７で−９８°
Ｆ（約−７２℃）に冷却されて二相流１１を生じ、該二
相流１１は分離器１０９内で凝縮液１５と蒸気１３とに
分離される。５５．５モル％のエチレン、３４モル％の
エタン、７．５モル％のメタンを含む該凝縮液１５を第
１（高温）脱メタン塔１１７へ供給した。７２．５モル
％の水素、１３．５モル％のメタン、１０．５モル％の
エチレン、３．５モル％のエタン、０．０２モル％以下
のプロピレンおよびプロパンを含む−９８．０°Ｆ（約
−７２℃）の蒸気流１３は、第２凝縮帯域１１３のデフ
レグメーター１１５において−２１６°Ｆ（約−１３８
℃）に冷却され残部のエチレンおよびエタンが予備分溜
される。デフレグメーター・ドラム１１１から回収され
た約６７．５モル％のエチレン、２５．５モル％のエタ
ンおよび８モル％のメタンを含む−１０５°Ｆ（約−７
６℃）の高エチレン含有液２１は、第２（低温）脱メタ
ン塔１１９に供給された。
３内で幾つかの水準のＣ3 冷媒を用いて−２６°Ｆ（約
−３２℃）に冷却した。これによって得られる部分凝縮
液流３を−２６°Ｆ、５０８ｐｓｉａ（３５００ｋＰａ
（絶対圧））の分離器１０５内で凝縮液５（主としてプ
ロピレン／プロパンおよび重質炭化水素）と蒸気７に分
離した。凝縮液５は、第１（高温）脱メタン塔１１７に
供給され、また、蒸気７は、４３モル％の水素、１１モ
ル％のメタン、２９．５モル％のエチレン、１６モル％
のエタン、０．５モル％のプロパンおよびプロピレンを
含む本発明の加圧供給ガスであるが、該蒸気７は第１凝
縮帯域１０６の部分凝縮器型熱交換器１０７で−９８°
Ｆ（約−７２℃）に冷却されて二相流１１を生じ、該二
相流１１は分離器１０９内で凝縮液１５と蒸気１３とに
分離される。５５．５モル％のエチレン、３４モル％の
エタン、７．５モル％のメタンを含む該凝縮液１５を第
１（高温）脱メタン塔１１７へ供給した。７２．５モル
％の水素、１３．５モル％のメタン、１０．５モル％の
エチレン、３．５モル％のエタン、０．０２モル％以下
のプロピレンおよびプロパンを含む−９８．０°Ｆ（約
−７２℃）の蒸気流１３は、第２凝縮帯域１１３のデフ
レグメーター１１５において−２１６°Ｆ（約−１３８
℃）に冷却され残部のエチレンおよびエタンが予備分溜
される。デフレグメーター・ドラム１１１から回収され
た約６７．５モル％のエチレン、２５．５モル％のエタ
ンおよび８モル％のメタンを含む−１０５°Ｆ（約−７
６℃）の高エチレン含有液２１は、第２（低温）脱メタ
ン塔１１９に供給された。
【００２２】分解ガス１から凝縮した実質的に全てのプ
ロピレン、プロパン、重質炭化水素および８５％以上の
エタンを含む２つの液体流５と１５を、第１（高温）脱
メタン塔１１７で処理して、第１脱メタン塔に入ったエ
チレンとエタンの一部も含む第１脱メタン塔のオーバー
ヘッド中に全ての水素、メタンおよびその他の軽質ガス
を排除した。残部のエチレンおよびエタンと全てのプロ
ピレン、プロパンおよび重質炭化水素は底液中に除去さ
れ、脱エタン塔１２１に送られた。液流２１としてデフ
レグメーター１１５から回収される高エチレン含有液と
高温脱メタン塔１１７からのエチレンに富んだオーバー
ヘッド蒸気流２３は、全ての水素、メタンおよびその他
の軽質ガスをオーバーヘッド流２７で排除するために第
２脱メタン塔において処理された。
ロピレン、プロパン、重質炭化水素および８５％以上の
エタンを含む２つの液体流５と１５を、第１（高温）脱
メタン塔１１７で処理して、第１脱メタン塔に入ったエ
チレンとエタンの一部も含む第１脱メタン塔のオーバー
ヘッド中に全ての水素、メタンおよびその他の軽質ガス
を排除した。残部のエチレンおよびエタンと全てのプロ
ピレン、プロパンおよび重質炭化水素は底液中に除去さ
れ、脱エタン塔１２１に送られた。液流２１としてデフ
レグメーター１１５から回収される高エチレン含有液と
高温脱メタン塔１１７からのエチレンに富んだオーバー
ヘッド蒸気流２３は、全ての水素、メタンおよびその他
の軽質ガスをオーバーヘッド流２７で排除するために第
２脱メタン塔において処理された。
【００２３】第２脱メタン塔１１９の底部からの高エチ
レン含有液流２９と脱エタン塔１２１のオーバーヘッド
からのエチレン／エタン液流３３は、エチレン製品流１
３５と通常分解炉へ循環される底部エチレン流３７を生
成するために、エチレン／エタン分離塔１２３において
分溜された。図１に示される全ての分溜塔１１７、１１
９、１２３および１２３は、簡略化のために図示しなか
ったが従来のようにリボイラーと凝縮器を有している。
レン含有液流２９と脱エタン塔１２１のオーバーヘッド
からのエチレン／エタン液流３３は、エチレン製品流１
３５と通常分解炉へ循環される底部エチレン流３７を生
成するために、エチレン／エタン分離塔１２３において
分溜された。図１に示される全ての分溜塔１１７、１１
９、１２３および１２３は、簡略化のために図示しなか
ったが従来のようにリボイラーと凝縮器を有している。
【００２４】極低温分離工程の第１の凝縮帯域におい
て、例えば便宜上別個の熱交換器中においてエチレンま
たはその他の冷媒の様々な温度水準を利用して加圧供給
ガスを約−８０°（約−６２℃）乃至−１２０°Ｆ（約
−８４℃）の温度に冷却するために２つ以上の部分凝縮
器を直列に利用することができる。また、若し混合冷媒
を使用するのならば単一の部分凝縮器のほうが好まし
い。同様に２つ以上のデフレグメーターを、第２凝縮帯
域１１３において凝縮エチレン液をさらに予備分溜する
か或いは便宜上種々の異なる冷媒を使用するために、供
給ガスを−８０°Ｆ（約−６２℃）乃至−１２０°Ｆ
（約−７３℃）の温度に冷却するのに直列に利用するこ
とができる。
て、例えば便宜上別個の熱交換器中においてエチレンま
たはその他の冷媒の様々な温度水準を利用して加圧供給
ガスを約−８０°（約−６２℃）乃至−１２０°Ｆ（約
−８４℃）の温度に冷却するために２つ以上の部分凝縮
器を直列に利用することができる。また、若し混合冷媒
を使用するのならば単一の部分凝縮器のほうが好まし
い。同様に２つ以上のデフレグメーターを、第２凝縮帯
域１１３において凝縮エチレン液をさらに予備分溜する
か或いは便宜上種々の異なる冷媒を使用するために、供
給ガスを−８０°Ｆ（約−６２℃）乃至−１２０°Ｆ
（約−７３℃）の温度に冷却するのに直列に利用するこ
とができる。
【００２５】デフレグメーター液流２１と第１脱メタン
塔のオーバーヘッド蒸気２３の熱交換または接触、およ
び／または凝縮液流５および／または１５からの冷媒の
回収（再加温）のような工程のエネルギー効率を増進さ
せるための極低温分離工程内での他の変更を行うことも
また可能である。第２脱メタン塔のオーバーヘッド蒸気
流２７もまたその軽質ガスからの残留エチレンの回収を
行うためにデフレグメーター中で冷却することができ
る。
塔のオーバーヘッド蒸気２３の熱交換または接触、およ
び／または凝縮液流５および／または１５からの冷媒の
回収（再加温）のような工程のエネルギー効率を増進さ
せるための極低温分離工程内での他の変更を行うことも
また可能である。第２脱メタン塔のオーバーヘッド蒸気
流２７もまたその軽質ガスからの残留エチレンの回収を
行うためにデフレグメーター中で冷却することができ
る。
【００２６】典型的には、デフレグメーター１１５のオ
ーバーヘッドからの水素−メタン軽質ガス流１９の少く
とも一部は、高純度水素製品および極低温分離工程の熱
交換器において冷媒の回収を行うために再加温されるメ
タンに富んだ１種以上の燃料を得るために水素回収工程
へ送られる。また、第２脱メタン塔１１９のオーバーヘ
ッドからの水素−メタン軽質ガス流２７の少くとも一部
とデフレグメーター１１５のオーバーヘッドからの水素
メタン流１９の残留部分は、極低温分離工程および随意
的であるが低温分溜工程に−１５０°Ｆ（約−１０１
℃）以下の温度の冷媒を供給するために２つ以上の膨脹
器に送られる。
ーバーヘッドからの水素−メタン軽質ガス流１９の少く
とも一部は、高純度水素製品および極低温分離工程の熱
交換器において冷媒の回収を行うために再加温されるメ
タンに富んだ１種以上の燃料を得るために水素回収工程
へ送られる。また、第２脱メタン塔１１９のオーバーヘ
ッドからの水素−メタン軽質ガス流２７の少くとも一部
とデフレグメーター１１５のオーバーヘッドからの水素
メタン流１９の残留部分は、極低温分離工程および随意
的であるが低温分溜工程に−１５０°Ｆ（約−１０１
℃）以下の温度の冷媒を供給するために２つ以上の膨脹
器に送られる。
【００２７】本発明における部分凝縮およびデフレグメ
ーター工程の組合わせにより、米国特許第４，９００，
３４７号および第５，０３５，７３２号に記載された改
善により得られた全デフレグメーター、多重脱メタン塔
におけるエネルギーと装置費用の削減を実質的に維持す
ることができる。上記した従来第１凝縮帯域において必
要とされる「高温」デフレグメーターでは、該デフレグ
メーターにおいて蒸気／液体流の向流供給に十分な断面
流動面積を与えるために４乃至６の熱交換器ユニットを
平行に備えねばならない。しかるに本発明で上記高温デ
フレグメーターに置き換えて使用される部分凝縮装置に
おいては、必要とされる断面流動面積はその半分以下と
なる故に平行に設置する熱交換器ユニットの数も半数以
下で済む。これは本発明の部分凝縮装置は蒸気／液体供
給流は併流で行われるために従来法の向流式のデフレグ
メーターにおけるよりも供給ガス流の速度を高くするこ
とができるからである。また、本発明によるときは、従
来法の高温デフレグメーターによる場合に較べて平行熱
交換器ユニットおよびこれに伴うパイピング設置数を減
少することができるので相当額の設備投資費用を節減す
ることができる。本発明の第２凝縮帯域１１３における
デフレグメーター１１５は、多重デフレグメーターによ
る従来法における「低温」デフレグメーターに基本的に
等しい。多重デフレグメーターによる従来法において実
現された冷媒を最小量で最もエネルギー集約的にするこ
とは本発明においても同様に実現することができる。従
来法において、「低温」デフレグメーターは供給ガスの
流量をより低くできるために「高温」デフレグメーター
の約半数以下の熱交換器ユニットで済むことになり、従
って「高温」デフレグメーターの場合よりも設備費用を
削減することができる。従って、従来法の「高温」デフ
レグメーターを部分凝縮器に置き換えた本発明ではより
一層冷媒供給装置の費用を削減することができる。
ーター工程の組合わせにより、米国特許第４，９００，
３４７号および第５，０３５，７３２号に記載された改
善により得られた全デフレグメーター、多重脱メタン塔
におけるエネルギーと装置費用の削減を実質的に維持す
ることができる。上記した従来第１凝縮帯域において必
要とされる「高温」デフレグメーターでは、該デフレグ
メーターにおいて蒸気／液体流の向流供給に十分な断面
流動面積を与えるために４乃至６の熱交換器ユニットを
平行に備えねばならない。しかるに本発明で上記高温デ
フレグメーターに置き換えて使用される部分凝縮装置に
おいては、必要とされる断面流動面積はその半分以下と
なる故に平行に設置する熱交換器ユニットの数も半数以
下で済む。これは本発明の部分凝縮装置は蒸気／液体供
給流は併流で行われるために従来法の向流式のデフレグ
メーターにおけるよりも供給ガス流の速度を高くするこ
とができるからである。また、本発明によるときは、従
来法の高温デフレグメーターによる場合に較べて平行熱
交換器ユニットおよびこれに伴うパイピング設置数を減
少することができるので相当額の設備投資費用を節減す
ることができる。本発明の第２凝縮帯域１１３における
デフレグメーター１１５は、多重デフレグメーターによ
る従来法における「低温」デフレグメーターに基本的に
等しい。多重デフレグメーターによる従来法において実
現された冷媒を最小量で最もエネルギー集約的にするこ
とは本発明においても同様に実現することができる。従
来法において、「低温」デフレグメーターは供給ガスの
流量をより低くできるために「高温」デフレグメーター
の約半数以下の熱交換器ユニットで済むことになり、従
って「高温」デフレグメーターの場合よりも設備費用を
削減することができる。従って、従来法の「高温」デフ
レグメーターを部分凝縮器に置き換えた本発明ではより
一層冷媒供給装置の費用を削減することができる。
【００２８】以上述べたように、本発明の部分凝縮器／
デフレグメーターを組合せて使用した方法による分解供
給ガスからの凝縮メタンの総量は全てデフレグメーター
を使用した従来法に較べて約５０％増加するが、供給ガ
スから凝縮した液体の総量は僅か３％増加するに過ぎな
い。従って、２つの脱メタン塔において処理される液体
の総量も約３％増量するに過ぎないので脱エタン塔およ
びエチレン／エタン分離塔において処理される液体の総
量は実質的に変わることがない。それ故、本発明と全て
デフレグメーターによる従来法との間のエチレンの分離
および分溜に要するエネルギーの差は殆どないし、低温
分溜工程（第１および第２脱メタン塔、脱エタン塔およ
びエタン／エチレン分離塔）における設備費の差も著し
くない。それ故に、本発明における部分凝縮／デフレグ
メーター工程で使用される供給ガスの冷却と凝縮のため
の平行熱交換器の数の減少は、全てがデフレグメーター
により行われる従来法に対して著しい設備費の節減をも
たらすのである。
デフレグメーターを組合せて使用した方法による分解供
給ガスからの凝縮メタンの総量は全てデフレグメーター
を使用した従来法に較べて約５０％増加するが、供給ガ
スから凝縮した液体の総量は僅か３％増加するに過ぎな
い。従って、２つの脱メタン塔において処理される液体
の総量も約３％増量するに過ぎないので脱エタン塔およ
びエチレン／エタン分離塔において処理される液体の総
量は実質的に変わることがない。それ故、本発明と全て
デフレグメーターによる従来法との間のエチレンの分離
および分溜に要するエネルギーの差は殆どないし、低温
分溜工程（第１および第２脱メタン塔、脱エタン塔およ
びエタン／エチレン分離塔）における設備費の差も著し
くない。それ故に、本発明における部分凝縮／デフレグ
メーター工程で使用される供給ガスの冷却と凝縮のため
の平行熱交換器の数の減少は、全てがデフレグメーター
により行われる従来法に対して著しい設備費の節減をも
たらすのである。
【００２９】本発明における重要な必要条件は次の通り
である。即ち、（１）高温脱メタン塔に液体を供給する
ために、特定温度以上の温度で行われる供給ガスの冷却
と凝縮は、凝縮帯域において１つ以上の部分凝縮器を使
用して行われなければならないこと、（２）低温脱メタ
ン塔に液体を供給するために、特定温度以下の温度で行
われる供給ガスの冷却と凝縮は、凝縮帯域において１つ
以上のデフレグメーターを使用して行われなければなら
ないことである。そして上記の特定温度は、蒸気７で示
される加圧供給ガスの圧力およびメタンとＣ3 + 炭化水
素の濃度によって決定される。
である。即ち、（１）高温脱メタン塔に液体を供給する
ために、特定温度以上の温度で行われる供給ガスの冷却
と凝縮は、凝縮帯域において１つ以上の部分凝縮器を使
用して行われなければならないこと、（２）低温脱メタ
ン塔に液体を供給するために、特定温度以下の温度で行
われる供給ガスの冷却と凝縮は、凝縮帯域において１つ
以上のデフレグメーターを使用して行われなければなら
ないことである。そして上記の特定温度は、蒸気７で示
される加圧供給ガスの圧力およびメタンとＣ3 + 炭化水
素の濃度によって決定される。
【００３０】本発明における第２の必要条件は、エチレ
ン製造プラントの極低温分離工程への供給ガス、即ち蒸
気７で示される加圧供給ガスにおけるプロパンおよびプ
ロピレンの含有量は約１モル％以下、好ましくは０．５
モル％以下にすべきであることで、その結果として、第
１凝縮帯域１０６における部分凝縮式の熱交換器は、第
２凝縮帯域に導入されるプロピレンおよびプロパンの量
を約０．０５モル％以下に減少させることができる。そ
してこのことはデフレグメーター中で回収されるエチレ
ンとエタンを脱エタン塔中で処理する必要がなくなるの
で好ましいことである。本発明における第３の必要条件
は、エチレン製造プラントの極低温分離工程への蒸気７
で示される加圧供給ガスにおけるメタン含有量を約２５
モル％以下、好ましくは約１５モル％にすべきであるこ
とで、これは第１凝縮帯域１０６において凝縮されて凝
縮液流１５として高温脱メタン塔に送られるメタン量を
少なくするために必要なことである。
ン製造プラントの極低温分離工程への供給ガス、即ち蒸
気７で示される加圧供給ガスにおけるプロパンおよびプ
ロピレンの含有量は約１モル％以下、好ましくは０．５
モル％以下にすべきであることで、その結果として、第
１凝縮帯域１０６における部分凝縮式の熱交換器は、第
２凝縮帯域に導入されるプロピレンおよびプロパンの量
を約０．０５モル％以下に減少させることができる。そ
してこのことはデフレグメーター中で回収されるエチレ
ンとエタンを脱エタン塔中で処理する必要がなくなるの
で好ましいことである。本発明における第３の必要条件
は、エチレン製造プラントの極低温分離工程への蒸気７
で示される加圧供給ガスにおけるメタン含有量を約２５
モル％以下、好ましくは約１５モル％にすべきであるこ
とで、これは第１凝縮帯域１０６において凝縮されて凝
縮液流１５として高温脱メタン塔に送られるメタン量を
少なくするために必要なことである。
【００３１】
【発明の効果】上記したように本発明によるときは、先
行技術のデフレグメーター／多重脱メタン・システムを
行うことによって得られたエネルギー効率の向上および
費用節減と同様の改善効果を維持しながら、さらに装置
の簡略化と設備費の削減効果を実現することができる。
行技術のデフレグメーター／多重脱メタン・システムを
行うことによって得られたエネルギー効率の向上および
費用節減と同様の改善効果を維持しながら、さらに装置
の簡略化と設備費の削減効果を実現することができる。
【図１】図１は本発明の改善された予備冷却および凝縮
のシステムを示す概略フローシートである。
のシステムを示す概略フローシートである。
【符号の説明】 １…供給分解ガス ３…気液混合ガス ７…蒸気 ９…冷媒 １１…蒸気／凝縮液混合物 １３…蒸気 １５…凝縮液 １７…冷媒 １９…軽質ガス ２１…デフレグメーター排出液 ２３…オーバーヘッド蒸気 ２５…底液 ２７…軽質ガス ２９…底液 ３１…底液 ３３…オーバーヘッド蒸気 ３５…エチレン ３７…エタン １０１…冷却器 １０３…冷却器 １０５…分離器 １０６…第１凝縮帯域 １０７…熱交換器 １０９…分離器 １１１…アキュムレーター １１３…第２凝縮帯域 １１５…デフレグメーター １１７…第１脱メタン塔 １１９…第２脱メタン塔 １２１…脱エタン塔 １２３…エチレン／エタン分離塔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ハワード．チャールズ．ロールズ アメリカ合衆国．18034．ペンシルバニ ア州．センター．バリー．ダービー．ス トリート．4529 (56)参考文献 特開 昭63−280030（ＪＰ，Ａ) 特表 平３−505913（ＪＰ，Ａ) 米国特許5035732（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C07C 11/04 C07C 7/09 F25J 3/02
Claims (10)
- 【請求項１】 エチレン、水素およびＣ1 〜Ｃ3 炭化水
素を含む加圧供給ガスを予冷して部分凝縮する工程、こ
の部分凝縮した加圧供給ガスを第１の脱メタン塔で分溜
して中間蒸気およびＣ 2 + 炭化水素に富んだ第１の脱メ
タン液を得る工程、該中間蒸気を第２の脱メタン塔で分
溜して軽質のオーバーヘッド製品とＣ 2 炭化水素に富ん
だ第２の脱メタン液とを得る工程、および、第１および
第２の脱メタン液を分溜してエチレン製品とエタンおよ
びＣ3 + 炭化水素を含む流れを得る工程を含むエチレン
の回収方法において、上記加圧供給ガスを予冷して部分
凝縮する工程が、 (a）該加圧供給ガスを特定温度以上の温度で操作される
第１の凝縮帯域における部分凝縮器中で冷却し部分凝縮
する工程、 (b）工程（ａ）からの部分凝縮供給ガスを第１の蒸気流
れと凝縮液に分別する工程、および、 (c）該第１の蒸気流れを特定温度以下の温度で操作され
る第２の凝縮帯域において分縮することにより冷却、部
分凝縮および精溜して軽質ガスと分縮液を得る工程、を含み 、上記凝縮液を該第１の脱メタン塔へ供給し、ま
た上記分縮液を第２の脱メタン塔に供給することを特徴
とするエチレンの回収方法。 - 【請求項２】 該特定温度は−８０°Ｆ（約−６２℃）
以下かつ−１２０°Ｆ（約−８４℃）以上の温度である
ことを特徴とする請求項１記載のエチレンの回収方法。 - 【請求項３】 該加圧供給ガスは、１モル％以下のプロ
パンとプロピレンを含むことを特徴とする請求項１また
は２記載のエチレンの回収方法。 - 【請求項４】 該加圧供給ガスは、０．５モル％以下の
プロパンとプロピレンを含むことを特徴とする請求項１
から３までのいずれか一つに記載のエチレンの回収方
法。 - 【請求項５】 該加圧供給ガスは、２５モル％以下のメ
タンを含むことを特徴とする請求項１から４までのいず
れか一つに記載のエチレンの回収方法。 - 【請求項６】 該加圧供給ガスは、１５モル％以下のメ
タンを含むことを特徴とする請求項１から５までのいず
れか一つに記載のエチレンの回収方法。 - 【請求項７】 該加圧供給ガスは、エタンの熱分解によ
って得られたものであることを特徴とする請求項１から
６までのいずれか一つに記載のエチレンの回収方法。 - 【請求項８】 該加圧供給ガスは、エタンとプロパンの
熱分解によって得られたものであることを特徴とする請
求項１から６までのいずれか一つに記載のエチレンの回
収方法。 - 【請求項９】 該加圧供給ガスは、脱エタン塔のオーバ
ーヘッドから得られたものであることを特徴とする請求
項１から６までのいずれか一つに記載のエチレンの回収
方法。 - 【請求項１０】 該第２の凝縮帯域に供給される第１の
蒸気流れは０．０５モル％以下のプロパンとプロピレン
を含むことを特徴とする請求項１から９までのいずれか
一つに記載のエチレンの回収方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/191683 | 1994-02-04 | ||
| US08/191,683 US5361589A (en) | 1994-02-04 | 1994-02-04 | Precooling for ethylene recovery in dual demethanizer fractionation systems |
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|---|---|
| JPH07258119A JPH07258119A (ja) | 1995-10-09 |
| JP2869357B2 true JP2869357B2 (ja) | 1999-03-10 |
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| EP (1) | EP0669389B1 (ja) |
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| WO1997041085A1 (fr) * | 1996-04-30 | 1997-11-06 | Mitsubishi Chemical Corporation | Procede de separation de l'hydrogene et du methane d'un hydrocarbure gazeux |
| US5960643A (en) * | 1996-12-31 | 1999-10-05 | Exxon Chemical Patents Inc. | Production of ethylene using high temperature demethanization |
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| CN100551885C (zh) * | 2005-09-29 | 2009-10-21 | 中国石油化工集团公司 | 从制备烯烃的产品气中回收低碳烯烃的方法 |
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| DE102007063347A1 (de) * | 2007-12-28 | 2009-07-02 | Uhde Gmbh | Verfahren zur Abtrennung von leichtsiedenden Komponenten aus einem Kohlenwasserstoffstrom |
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