JPH07258119A - エチレンの回収方法 - Google Patents

エチレンの回収方法

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 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効率よく得ることを目的
とする。 【構成】 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からエチレンを回収する方法におい
て、冷却および凝縮工程を（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）による部分凝縮供給ガスを第１の蒸気流れと凝縮
流れに分別する工程、および（ｃ）該第１の蒸気流れを
該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により実施し、かつ該凝縮
供給ガスを該第１の脱メタン塔へ供給することおよび該
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。

Description

【発明の詳細な説明】
【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】天然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
引き下げ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
水素分溜装置からの分溜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−４８℃）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。
【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
れは第２（低温）脱メタン塔は、１７５ｐｓｉａ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（−１
０１℃）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工程では、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。
【０００８】2)多重脱メタン塔装置は、加温塔が廉価な
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。
【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。
【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、また冷却エネル
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。
【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。
【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。
【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、
該凝縮供給ガスを第１の脱メチルの塔で分溜して中間蒸
気および高Ｃ２ ＋炭化水素からなる第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および高Ｃ２炭化水素からなる
第２の脱メタン液を得る工程、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とからなる周知のエチ
レンの回収方法において、該冷却、凝縮工程を、（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）による部分凝縮供給ガスを第
１の蒸気流れと凝縮流れに分別する工程、および（ｃ）
該第１の蒸気流れを該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により
行い、かつ該凝縮供給ガスを該第１の脱メタン塔へ供給
し、該分縮液を第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℃）乃
至−１２０°Ｆ（約−７３℃）の範囲の温度であること
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溜に基づくエ
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）への分溜供給ガスは、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、上記した組成の分溜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の中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、エタンの分溜、またはエタ
ン／プロパンの分溜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５５０°Ｆの圧力での極低温
分離域への分溜供給ガスは、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℃）から−１
２０°Ｆ（約−７３℃）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５，０３
５，７３２号における極低温分離工程における第１凝縮
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
記した組成の分溜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／プロパンの分溜においては、分溜供給
ガス中のメタンの量は、大部分が分溜されるエタン量に
比例して分溜されるプロパンの分溜に依存するのであ
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。またここでいう分濃縮器
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、分溜供給ガスが一般
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方部
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
る分溜供給ガス中のメタンの量は、第１凝縮域の部分凝
縮器の中で凝縮され加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１５
モル％以下とすることが望ましい。この場合における分
溜供給ガス中のメタン量は特別な分溜用フィードストッ
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において分溜供給ガス１は、約３５０ｐｓ
ｉａ乃至５５０ｐｓｉａ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
−１２５°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−７３℃）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
１０６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５０モル％乃至８０モル％の水素、１０モル％乃至３
５モル％のメタン、５モル％乃至２０モル％のエチレ
ン、１０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
１０９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−１４
８℃）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、実質的に全てのプ
ロパン、プロピレンおよび重質炭化と分溜供給ガス１中
に含まれる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＋１
５．５℃）乃至−４０°Ｆ（−４０℃）の間の温度範囲
で操業され、実質的に全てのメタンと供給凝縮液流５と
１５からのエチレンの大部分の分溜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、実質的に全てのプロパン、プロピレンおよび重質炭
化水素と供給流５および１５からのエタン分溜の大部分
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２
５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脱メタン域から回収される。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】供給分溜ガス流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、４
３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および蒸気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１１
７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−１７３℃）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−７６℃）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】実質的に全てのプロピレン、プロパン、重
質炭化水素および分溜ガス１から凝縮した８５％以上の
エタンを含む２つの液体流５と１５は、第１脱メタン塔
に入るエチレンとエタンの一部を含む第１脱メタン塔の
オーバーヘッド中における全ての水素、メタンおよびそ
の他の軽質ガスを排除するために加温脱メタン塔１１７
において処理された。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部液
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
ン含有液と加温脱メタン塔１１７からのエチレン富化オ
ーバーヘッド蒸気流２３は、オーバーヘッド流２７にお
ける全ての水素、メタンおよびその他の軽質ガスを排除
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／メタン液流３３は、通常分溜炉へ循環
されるエチレン製品流１３５と底部エチレン流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】２つ以上の部分凝縮器は、極低温分離工程
の凝縮域において、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−７３℃）の温度に冷却するために連続的に利
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は、第２凝縮域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
度に冷却するのに連続的に利用することができる。
【００２５】熱交換または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
せるために極低温分離工程内での他の変形を行うことも
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１
種以上のメタン富化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、多重域脱メタン
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凝縮域において必
要とされる「加温」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加温デフレグ
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、従来法の加温デ
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速をより低く
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「加温」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
置の費用をより一層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溜供
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）加温脱メタン域に液体を供給する
ために、特定の温度以上の温度で行われる供給ガスの冷
却と凝縮は、凝縮域において１つ以上の部分濃縮器を使
用して行われなければならないこと、（２）低温脱メタ
ン域に液体を供給するために、特定の温度以下の温度で
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におけるメタンとＣ３ ＋炭化水素の
圧力と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凝縮域１０６における部分凝縮式の熱交換器は、第２
凝縮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域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。
【図面の簡単な説明】
【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。
【符号の説明】
１ 供給分溜ガス 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 リー．ジャービス．ハワード アメリカ合衆国．18103．ペンシルバニア 州．アレンタウン．コットンウッド．コー ト．4211 (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

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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、該
    部分凝縮供給ガスを第１の脱メタン塔で分溜して中間蒸
    気および高Ｃ２ ＋炭化水素からなる第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高Ｃ２炭化水素からなる第２
    の脱メタン液を得る工程、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 ＋
    炭化水素を含む液流を得る工程とからなるエチレンの回
    収方法において、該冷却、凝縮工程を (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）による部分凝縮供給ガスを第１の蒸気流
    れと凝縮流れに分別する工程、および、 (c）該第１の蒸気流れを該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、
    により行い、該凝縮供給ガスを該第１の脱メタン塔へ供
    給し、また該分縮液を第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。
  2. 【請求項２】 該特定温度は−８０°Ｆ（約−６２℃）
    乃至１２０°Ｆ（約−７３℃）の範囲の温度であること
    を特徴とする請求項１記載のエチレンの回収方法。
  3. 【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記載
    のエチレンの回収方法。
  4. 【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
    記載のエチレンの回収方法。
  5. 【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記載のエチレンの
    回収方法。
  6. 【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記載のエチレンの
    回収方法。
  7. 【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記載
    のエチレンの回収方法。
  8. 【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記載のエチレンの回収方法。
  9. 【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記載のエチレンの回収方法。
  10. 【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記載のエチレンの回収
    方法。
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