JPH07507078A - エチレンおよび水素の回収のための吸収方法 - Google Patents

Abstract

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Description

【発明の詳細な説明】 発明の名称 エチレンおよび水素の回収のための 吸収方法 本発明は、−以上の望ましい成分を回収するための、分解ガスや製油排気などの 炭化水素ガスの処理方法に関する。

１９４０年代以来、炭化水素を熱分解炉に装填して熱分解によりエチレンを製造 する技術が確立されている。

熱分解炉のガスは、冷却、圧縮、スィートニング、乾燥の各工程を経た後、エチ レンプラントの回収部門に供給されていた。回収部門では最初の精留塔は、約− １５０℃で操作される前段の脱メタン塔であった。脱メタン塔底部のガスは脱エ タン塔に供給され、また水素に富む脱メタン塔上部のガスは、燃料ガス流からさ らにエチレンを回収している極低温装置に供給されていた。

アセチレン反応がま２基等からなる、後段のアセチレン除去装置は、通常、脱エ タン塔とＣ２スプリッターとの中間に置かれていた。メチルアセチレンとプロパ ジエンの反応がまは、脱プロパン塔と０３スプリツターとの間に置かれていた。

このような配置では、オレフィン類とジオレフィン類からなるポリマーである緑 色の油が大量に形成され、これがＣ２スプリッター中で氷結したり、エタン蒸留 塔に蓄積することがあった。前段の触媒アセチレン水素添加反応がまと連結した 、熱ポンプを持つ脱エタン塔または脱プロパン塔から上部ガスを供給して、これ を処理することによって、緑色の油の問題を解決することができる。

溶媒吸収技術において、これらの不飽和化合物を含有する分解ガス、製油ガスお よび合成ガスからオレフィン類を単離回収する数多くの工程が知られている。

リボイラーを持つ吸収塔あるいは吸収ストリッピング塔内で、ある工程では吸収 油として特定のパラフィン系化合物を用い、他の工程では芳香族系の吸収油を溶 媒として用いている。

Ｙ、　Ｒ，メーク（Ｙ、Ｒ，Ｍｅｈｒａ）は、アメリカ合衆国特許第４、７４３ ．２８２号において、分解ガスを圧縮、冷却、スィートニング、および乾燥する 工程を経て、別々の環状回路から二つのリーン（ｌｅａｎ）溶媒で連続向流的に 抽出することにによりＣ２・十炭化水素産物、メタンに富むガス産物、および■ ２に富むガス産物を生産する分解ガス処理法を開示している。

また、Ｙ、　Ｒ，メークは、アメリカ合衆国特許第４．８３２゜７１８号におい て、３．４４８ｋＰａ以下の圧力下、エチレン抽出塔では少なくとも一つのフラ ッシング蒸留段階からの溶剤スリップストリームによって、そして、その後のメ タン抽出塔ではリーン溶媒によって、連続向流的にガスの流れを含有するオレフ ィン類を抽出することによる水素精製法を開示している。

さらに、Ｙ、　Ｒ，メークは、アメリカ合衆国特許第５，０１９、１４３号にお いて、少なくとも一つのりボイラーを持つ脱メタン・吸収塔中でどのような圧力 下でも、水素排気の流れを先ずストリップされた物理的溶媒の主な流れ、続いて リーン溶媒のクリーンアップ流れと接触させる連続法を開示している。

熱または触媒により分解するガスの流れ、あるいは製油ガス中には、多量の水素 が存在し、通常はエチレンやプロピレンなどのオレフィン類と結合している。

これらのガスは、水素の他に、メタン、−酸化炭素、二酸化炭素、エチレン、エ タン、アセチレン、メチルアセチレン、プロパジエン、プロピレン、プロパン、 ブタジェン類、ブテン類、ブタン類、Ｃ゛、類、Ｃ６−Ｃｓ非芳香族類、ベンゼ ン、トルエン、キシレン類、エチルベンゼン、スチレン、Ｃｏ　４０４℃ガソリ ン、２０４＋℃燃料油、および水を含んでいる。

１９９１年１０月３日にオランダで開催されたＫＴＩシンポジウムにおいて、本 発明のＫＴＩ／ＡＥＴエチレン回収法の発明者らは、本発明を、前段に熱ポンプ を有する脱プロパン塔、続いて第四段階のコンプレッサー（ａ　ｆｏｕｒｔｈ− ｓｔａｇｅ　ｃｏｍ−ｐｒｅｓｓｏｒ）、前段の選択的触媒アセチレン水素添加 反応システム（ａ　ｆｒｏｎｔ−ｅｎｄ　５ｅｌｅｃｔｉｖｅ　ｃａｔａｌｙｔ ｉｃ　ａｃｅｔｙ−１ｅｎｅ　ｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｉｏｎ　ｒｅａｃｔｏｒ　 ｓｙｓｔｅｍ）、および Ｃｘ−類とＣ８′類を吸収し、実質的にすべてのＣ２−類を回収する小型の自動 冷却（エキスパンダーによる）脱メタン塔に供給される上部ガスを産生ずるガス を吸収・ストリッピング塔に供給する前に、乾燥段階を配設すると述べた。リッ チ溶媒は溶媒再生装置に供給され、そこで脱メタン化されたＣ２−類とＣｓ−類 を上部産物として回収し、その際に生成されたリーン溶媒は、熱回収を終えた後 、吸収・ストリッピング塔に戻される。

Ｃ２−類と０３′類は従来型の脱エタン塔でさらに分離されてＣ２留分とＣ３留 分とになった後、各々の超精留塔内で処理されてポリマーグレードのエチレンお よびプロピレン製品となる。底部産物として各々の超精留塔から流出するエタン とプロパンは、熱分解炉中でリサイクルされ、分解して消失する。

このシンポジウムはヨーロピアンケミカルニュース（Ｅｕｒｏｐｅａｎ　Ｃｈｅ ｍｉｃａｌ　Ｎｅｗｓ）　１９９１年ｌＯ月１４日号で報道されたが、記事は概 略のブロック流れ図以外は内容が極めて乏しいものであった。

しかしながら、ＫＴＩシンポジウムで説明された方法には、熱または触媒により 分解するガス、および製油ガスには典型的に存在する大量の水素部分を単離回収 する手段が欠けている。これらのガス中の水素は、すべて燃料ガス産物の一部と して排出されてしまう。したがって、この水素を回収する方法と手段が新しくめ られているのである。

本発明は先ず、エチレンプラントの分解ガスの流れ、および／または製油排気の 流れに特徴的な、水素、メタン、−酸化炭素、エチレン、エタン、アセチレン、 およびＣｓ以上の重質炭化水素を含有する炭化水素ガスの流れを冷却、スィート ニング、および圧縮した後、前段の選択的触媒アセチレン水添反応システムと連 結している熱ポンプを有する脱プロパン塔を通過させて、Ｃｓ以上の軽質上部ガ スを産生じ、これを装填原料であるガスの流れとして脱メタン吸収塔に供給する ことにより、エチレンを回収することに関する。

炭化水素ガスの流れを冷却、スィートニング、および圧縮した後、前段の選択的 触媒アセチレン水添反応システムと連結している熱ポンプを有する脱エタン塔を 通過させて、０２以下の軽質上部ガスを産生し、これを装填原料であるガスの流 れとして脱メタン吸収塔に供給することにより処理する別法もある。

反応がま流出ガスに含有されているエチレンの７５％〜９５％を回収することが できる脱メタン吸収塔内で、前段の触媒アセチレン水添反応がまと連結している 、熱ポンプを有する脱エタン塔または脱プロパン塔からの上部ガスを処理するこ とにより、さらに、自動冷却回収装置により、脱メタン吸収塔からの上部ガスを 処理して、混合溶媒とエチレンの残り５％〜２５％を回収できるので、エチレン 回収に関するかぎりでは本発明の好ましい目的はすべて達成することができる。

本発明の方法は、前段脱エタン塔または前段膜プロパン塔を有する従来型エチレ ンプラントの装填原料すべてに適用することができるが、後述のように前段膜プ ロパン塔を有するプラントに対する全範囲のナフサからなる装填原料の使用によ って例示する。

ナフサ装填原料は蒸発して、熱分解炉に供給される。

炉からの流出ガスは、移送管交換機により間接的に急冷された後、油冷基におい て直接的に急冷される。急冷システムから燃料油留分が産生される。炉からの熱 い流出ガスの熱は油冷システムにおいて、他の工程の原料や、希釈蒸気の発生と の熱交換により回収される。

油冷基の上部ガスは希釈蒸気が凝縮する水冷システムにおいてさらに冷却される 。他の工程の原料、特に再生塔リボイラーの原料との熱交換により、循環してい る急冷水からも熱が回収されるので、システム全体ではエネルギーの相乗作用が 発揮されている。

水冷塔の上部ガスは、冷却されて（ると主として前段膜プロパン塔の作業圧力に 支配されて、三段階に分かれて至適圧力になるまで圧縮される。分解ガス圧縮機 の第三段階排気時に、酸性ガスは、アミンと苛性カリ系の合剤により取り除かれ る。酸性ガスが取り除かれた分解ガスは乾燥された後、プラントの精留部門に供 給される。

圧縮系統には低圧の脱ブタン・ストリッピング塔が配置されていて、分解ガスか らＣ６以上の重質留分を取り除いている。圧縮系統には高圧のストリッピング塔 を必要とはしない。

本発明の工程では、前段の選択的触媒アセチレン水添反応システムと連結してい る、前段の熱ポンプを有する脱プロパンシステムを使用している。前段の熱ポン プを有する脱プロパン塔により、低圧での分画と高圧での縮合が可能となる。

脱プロパン塔の熱ポンプのエネルギーは、分解ガス圧縮機の第四段階から供給さ れる。圧縮機から排気されると、前段反応系でアセチレンに水素添加されてエチ レンになる。さらに、脱プロパン塔の上部ガスに含有されている重質の０３やＣ ４アセチレン類、およびジオレフィン類に選択的に水素添加されて、その各々の オレフィン類となり、その結果この反応系を通じてオレフィン全体が増加する。

緑色の油は、この反応系を通じて生成しない。

分解ガスのうち、アセチレンを含まないＣｓ以下の軽質部分は反応がまを出て、 脱水機で乾燥されて微量残っていた湿気を取り除く。このＣｓ以下の軽質留分は 脱プロパン塔の還流ドラムから出て、溶媒抽出システムに入ってＣｚ−ｐｌｕｓ 炭化水素を回収する。

０３以下の軽質留分は脱メタン吸収塔に供給される。

Ｃ２−類やＣｓ−類は溶媒によって吸収される一方、メタン、軽質の成分や、い （らかのエチレンは、脱メタン吸収塔頂部から排出される。この上部蒸気は小型 自動冷却回収装置に供給されて、ここで実質的にすべてのＣ２−類が回収される 。さらに、脱メタン吸収塔上部に存在する溶媒は図１．２、および３には図示し ていない手段により回収され、脱メタン吸収塔に戻る。エクスパンション回収シ ステムは、各種蒸気の交差交換（ｃｒｏｓｓｅｘｃｈａｎｇｉｎｇ　ｖａｒｉｏ ｕｓ　ｓｔｒｅａｍｓ）することと、ターボエクスパンダ−および／または降圧 弁を用いることにより、自動冷却されているので、−５５℃以下に外部から冷却 する必要はない。

脱メタン吸収塔底部のリッチ溶媒は、溶媒再生塔に送られ、脱メタン化Ｃｚ−類 およびＣｓ−類が上部産物として回収される。リーン溶媒は、熱回収後、脱メタ ン吸収塔に戻される。

Ｃｘ−類と０３′類は、従来製脱エタン塔でさらに分離されて、Ｃ２留分とＣ８ 留分になる。これら二つの留分は、各々の超精留塔で加工されて、ポリマーグレ ードのエチレンおよびプロピレン産物とする。底部産物として各々の超精留塔（ 例えば、Ｃ２と０３のスプリッター塔）から排出されたエタンとプロパンは、熱 分解炉中でリサイクルした上、分解して消失する。この場合、後段のアセチレン 水添反応がまは省かれる。

熱ポンプを有する脱エタン塔、または熱ポンプを有する脱プロパン塔の底部から 排出されたＣａ−ｐｌｕｓ留分は、従来型の脱ブタン塔に送られて、上部産物と してＣ４配合物となる。脱ブタン塔の底部産物は、圧縮系統の低圧ストリッピン グ塔からの底部産物と混合されて、熱分解ガソリン水処理機に送られる。

本発明のエチレン回収工程を外部から冷却する場合には、プロピレン冷却圧縮機 による冷却のみとする。

本発明のエチレン回収工程ではエチレン冷却を必要とはしない。本発明の方法で は一５５℃以上で外部冷却ができる冷媒が有用であることを理解すべきである。

本発明は、炭素原子４〜１０個を有するパラフィン系炭化水素類、炭素原子４〜 １０個を有するナフテン系炭化水素類、および、ベンゼン、トルエン、およびメ チル、エチルまたはプロピル脂肪族基を有する炭素数８〜１０個の芳香族化合物 、特にＯ−キシレン、ｍ−キシレン、ｐ−キシレン、ヘミメリテン、プソイドク メン、メシチレン、クメン、０−エチルトルエン、ｍ−エチルトルエン、ｐ−エ チルトルエン、ｎ−プロピルベンゼン、イソプロピルベンゼン、インダン、ジュ レン、イソジュレン、プレニテン、粗製キシレン類、トルエンアルキル交換反応 流出液、抽出Ｃ９ナフサリホーメート、Ｃ９アルキルベンゼン類の豊富なリホー メートのＣｇ中間留分、Ｃｔ−Ｃ９アルキルリホーメートおよびそれらの混合物 、およびパラフィン系炭化水素類、ナフテン系炭化水素類および／または芳香族 炭化水素類の混合物からなる群より炭化水素溶媒を選択することを特徴とする。

さらに本発明は、装填原料である炭化水素ガスの流れを送り込む脱メタン吸収塔 の装置内冷却とリボイリングを行い、且つこの吸収塔に対するリーン溶媒の循環 速度を調整して、上部ガスの流れを作り、炭化水素ガスの流れに存在するエチレ ンの７５％〜９９％を底部リッチ溶媒の流れに吸収させ、このリッチ溶媒を溶媒 再生塔に送って、エチレンの上部炭化水素の流れと、重質炭化水素類とリーン溶 媒の流れを産生ずることを特徴とする。

さらにまた、本発明は上部ガスの流れを自動冷却回収装置に送り込み、炭化水素 ガスの流れに対して０，１％であるにすぎない低濃度のエチレンを含有する燃料 ガスの流れを作り、これからＣ２−ｐｌｕｓの流れの成分として装填原料ガスの 流れに存在するエチレンの１％〜２５％を回収すると共に、上部ガスの流れに存 在する過剰の溶媒を回収し、この過剰の溶媒を脱メタン吸収塔にリサイクルさせ ることを特徴とする。

エチレンの上部炭化水素の流れと重質炭化水素類とは、Ｃ２−ｐｌｕｓの流れと 混合して、エチレンに富む混合流れを作り、これを脱エタン塔に送って、底部プ ロピレンの流れと、重質炭化水素類と、上部エチレンおよびエタンの流れを産生 ずる。

上部エチレンおよびエタンの流れは、Ｃ２スプリツター塔に送られ、底部エタン の流れと上部エチレンの流れを生成する。この上部エチレンの量は、炭化水素ガ スの流れの中のエチレンの少なくとも９９％に達する。

このエチレン回収法は転用性が高く、製油原料にも容易に適合できるため、製油 排気の処理についても分解ガス処理の場合と同等に有用である。

実際上、分解ガスと製油排気は、共に水素を含有しており、したがって、脱メタ ン吸収塔に供給される装填原料にも、脱メタン吸収塔から排出される上部ガスの 流れにも、エチレンと重質炭化水素類に加えて水素が含有されている。

装填原料中の水素に対して所望の回収度が５０％以下である場合には、上部ガス の流れを選択的に水素部分の流れと、燃料部分の流れとに分割する。水素部分の 流れはメタン吸収塔に送り、燃料部分の流れは自動冷却回収装置に送る。

メタン吸収塔では、装填原料ガスの流れの中の水素に対して５０％に相当する上 部水素の流れと、底部リッチ溶媒の流れとが生成される。底部リッチ溶媒は脱メ タン吸収塔に送られる。

流入する装填原料ガスの流れの中の水素を５０９６まで選択的に回復する場合に は、溶媒は、単一の溶媒回路として循環し、その循環率は、装填ガス流れのＣ２ ＋の内容によって決定される。

装填原料ガス流れの中の水素に対して所望の回収度が２０％〜１００％である場 合には、脱メタン吸収塔から排出される上部ガスの流れをメタン吸収塔に送ると 、装填原料ガス流れ中の水素に対し２０％〜１００％に相当する水素の流れと、 底部リッチ溶媒の流れとが生成される。

メタン吸収塔の底部リッチ溶媒の流れは、選択的に吸収塔部分の流れと、ストリ ッピング塔部分の流れとに分割する。吸収塔部分の流れは脱メタン吸収塔に送り 、ストリッピング塔部分はメタンストリッピング塔に送る。

メタンストリッピング塔では、底部溶媒の流れと上部の流れが生成される。底部 溶媒の流れはメタン吸収塔でリサイクルされ、上部の流れは自動冷却回収装置に 供給される。

これから供給される炭化水素ガスの流れ中の水素に対して２０％〜１００％が選 択的に回収される場合には、次のようにする。すなわち、メタン吸収塔、脱メタ ン吸収塔、溶媒再生塔を循環する小溶媒回路と、メタンストリッピング塔とメタ ン吸収塔を循環する大溶媒回路からなる二つの溶媒回路がある。このうち、小溶 媒回路の循環速度は装填原料ガスの流れ中の０２以上の重質分によって決定する 。大溶媒回路の循環速度は、脱メタン吸収塔で作られる上部ガスの流れに含まれ るメタンを吸収するに必要な循環速度総計から、溶媒再生塔で作られる底部リー ン溶媒の流れの流量を引いた差によって決定する。

溶媒再生塔で作られる底部リーン溶媒の流れは選択的に、メタン部分の流れとエ チレン部分の流れとに分割する。エチレン部分の流れは、脱メタン吸収塔に送り 、メタン部分の流れは、メタン吸収塔に送る。

このように選択的に三つの部分に分割することにより、全プラントから所望のパ ーセントの水素を回収することができる。この場合、燃料ガスの流れの組成を変 えることが必要なだけで、エチレンに富む混合流れの生成と組成には影響を与え ることがない。

冷却、スウィートニング、圧縮される装填原料ガスの流れが分解ガスの流れであ る場合、ターボエクスパンダ−を用いて自動冷却を行う。この自動冷却により脱 メタン化とエチレン回収のための冷却が行われ、ｃ２−ｐｌｕｇの流れとして脱 メタン吸収塔に送り込まれた炭化水素ガスの流れ中に存在するエチレンの２５％ までを回収することができる。

窒素と酸化窒素を含有するＦＣＣ製油排気の流れを炭化水素ガスの流れとして冷 却、スィートニング、圧縮する場合、降圧弁（ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｌｅｔ−ｄｏ ｗｎ　ｖａｌｖｅｓ）を使用して自動冷却を行う。この冷却によりジュール−ト ムソン効果を得る。その反面、冷却温度が一１１０℃以下にならないように制限 されているため、酸化窒素類が凝縮しない。

水素、メタン、−酸化炭素、エチレン、エタン、および製油排気の流れに特有な ０３以上の重質炭化水素を含有するが、実質的にアセチレンを含まない装填原料 ガスを冷却、スウィートニング、圧縮する場合、熱ポンプを有する脱エタン塔、 または熱ポンプを有する脱プロパン塔により処理してもよい。この場合、触媒に より水素添加を行って各々０２以下の軽質、および０３以下の軽質部分を作るこ とはしないで、そのまま装填原料ガスの流れとして脱メタン吸収塔に送り込む。

炭化水素類を吸収するのに有用な溶媒はどんなものであっても、本発明の装置内 冷却およびリポイリングされた脱メタン吸収装置やメタン吸収塔内の溶媒として 好適である。

本発明の方法は転用性が高く、極めて多種の製油原料と容易に適合することがで きる。したがって、本発明の方法は分解ガスの処理の場合と同等に製油排気の処 理に有用である。例えば、製油排気のあるものはアセチレンを含有していない。

したがって、この場合アセチレン反応がま、脱水装置、冷却装置、相分離装置を 省略できる。

図１．２、および３においては、パイプラインの名称には流れの名称を用いてい る。また、流れに名称を用いないで、関連物質名を記している場合もある。これ らの図で示している設備の重要品目については、従来通り流量制御弁、温度制御 装置、ポンプ、その他が設置されていて、以下の説明において本発明の方法に従 って、連続稼働しているものと了解する。これらの弁、装置、ポンプ、および熱 交換機、アキュムレーター、コンデンサー、その他は一括して「補助設備」と呼 ぶ場合がある。「吸収装置」なる語は、通常はガス／溶媒吸収設備に用いられる ものであるが、それが、本発明の方法で選択的な物理的溶媒を伴って使用される 場合には、　「抽出装置」と考えられる。吸収装置は吸収塔と了解しても良いし 、またストリッピング装置は蒸留塔と了解して良い。

また、「吸収・ストリッピング塔」と「脱メタン吸収塔」とは同一の設備を指し 、「エクスパンション回収装置」と「自動冷却回収装置」とは同一の設備を指す 。

図面の簡単な説明　■ 図１は、脱メタン吸収塔が熱ポンプを有する脱プロパン塔、または熱ポンプを有 する脱エタン塔からガスを受取り、上部ガスを小型自動冷却装置を送り込み、オ レフィン類と溶媒の損失をすべてなくしてしまう概略流れ図を示すものである。

図２は、前段の熱ポンプを有する脱エタンまたは脱プロパン塔から送られる上部 ガスの流れ、または製油排気の流れから最高５０％までの水素を回収するスリッ プストリームによる一実施態様の概略流れ図を示すものである。

図３は、同一のガスの流れの中の２０％ないし１００％の水素を回収するフルス トリーム（ｆｕｌｌ、ｓｔｒｅａｍ）による一実施態様の概略流れ図を示すもの である。

図１の概略流れ図で示す工程は、熱ポンプを有する脱エタンまたは脱プロパン塔 １３、アセチレン反応がま１８、脱水装置２１、冷却相分離システム２５、装置 内冷却とリポイリングを行うことができる脱メタン吸収塔２９、自動冷却回収装 置３５、溶媒再生塔５３、脱エタン塔４１、およびＣ２スプリツター塔４７から なっている。

入口の分解ガスの流れ１１は乾燥していて、ＣＯ□がなく硫黄を含んでいる。こ れを冷却して、リボイラーを持ち、流れ１７としてＣ４＋炭化水素類を取り除（ 脱プロパン塔１３に送り込む。脱エタン塔１３が用いられる場合は、流れ１７に はＣｓ＋炭化水素が含まれている。この上部流れ１５は、アセチレン反応がま１ ８に送られる。ここで反応した上部流れ１９は脱水装置２１に送られ、乾燥流れ ２３となり、冷却相分離システム２５に入る。液体流れ２６はシステム２５から 脱プロパン塔１３に戻されてリサイクルする。ガスの流れ２７は脱メタン吸収塔 ２９に送られる。

脱メタン吸収塔２９から上部流れ３１が自動冷却回収装置３５に送られ、底部流 れ３３が溶媒再生塔５３に送られる。

自動冷却回収装置３５では、脱メタン吸収塔２９に戻されてリサイクルする回収 溶媒の流れ３２、燃料ガスの流れ３７、および脱メタン化されたＣｚ−ｐｌｕｇ の流れ３９が作られる。

再生塔５３では、脱メタン吸収塔２９頂部に供給される底部リーン溶媒の流れ５ ７、Ｃｘ−ｐｌｕｓの流れ３９と混合して、流れ４２となって脱エタン塔４１に 供給される上部流れ５５が作られる。脱エタン塔４１からは、底部流れ４５がＣ ｓスプリッター塔に供給され、上部流れ４３がＣ２スプリツター塔４７に供給さ れ、この装置の上部産物としてエチレン製品の流れ４９、底部産物としてエタン リサイクルの流れ５１が作られる。この工程の概略図で装置１３が熱ポンプを有 する脱エタン塔である場合、流れ４２は脱エタン塔４１を経由しないで、直接Ｃ ２スプリツター塔４７に入る。

本発明の方法では、脱メタン吸収塔２９により装填原料からＣ１＋類が無くなっ たものを捕捉し、これからＣ２類とＣ８類を除去する。自動冷却回収装置３５に 対しては実質的に水素とメタンのみを送り込むので、これらのガスのみについて 冷却することが必要であるだけであるので、小部分のエチレン（例えば、１１％ ）、微量のプロピレン（例えば、１％）を除いては、化合物の凝縮が起こること はない。このように、本発明により溶媒の損失を抑制する新しい方法を提供する 。さらに、自動冷却回収装置３５はこの機構末端の脱メタン装置としての機能を 持ち、実際に脱メタン塔を備えていて、ターボエックスパンダーまたはジュール ・トンプソン弁により溶媒の全部を回収する。したがって、プロパンの流れと共 に本工程から離れ、分解作業中でリサイクルする溶媒はほんの微量（例えば、０ ．００８％）であるにすぎない。

他に溶媒を補給する必要はない。

本発明では自動冷却回収装置３５をエクスパンション回収システムとして利用し ている。このため、従来技術の回収法の典型的な悩みであった、高い費用を掛け て溶媒を最大限に回収し、エチレンの損失を最小限度に抑える必要がない。つま り、本発明の方法では、脱メタン吸収塔２９は単にエチレンの主要部分（７５％ 〜９９％）の回収を担当し、エチレン残部（２５％〜１％）とこれに随伴してい る溶媒のスキャベンジャ一作業をエクスパンション回収システムに依存している からである。この脱メタン吸収塔２９によるエチレン主要部分の回収も、工場の 特異な経済条件、装填原料の組成、費用・資本・操業費要因、その他によって決 定することができる。

実」１到」 次の表Ｉ＾、ＩＢ、　ＩＣ，およびＩＤは、図１に示す本発明の前段膜プロパン 工程、前段触媒水素添加工程、および脱メタン吸収工程における、流れ１９個の ２４成分の比率を時間当りのｋｇｍｏｌｅ単位で示したものである。これはＣＯ ２と硫黄化合物を含まない、全範囲のナフサ装填原料を分解することにより調製 した分解ガスの流れからエチレンを回収する作業である。工程でのこれら１９個 の流れは、脱プロパン塔１３、アセチレン反応がま１９、脱水装置２１、冷却相 分離装置２５、脱メタン吸収塔２９、自動冷却回収装置３５、脱エタン塔４１、 Ｃ２スプリツター塔４７、および溶媒再生塔５３で加工される。

表ＩＡ−ＩＤを検討すると、脱プロパン塔１３において流れ１７が流れ１１と２ ６から受け取ったほとんどのＣ４＋が除去されるのが分かる。アセチレン反応が ま１８は、すべてのアセチレンを取り除き、プロパジエンを減量し、はとんどの ブタジェンを除去し、エチレン、エタン、プロパン、および１−ブテンを増量さ せる。本発明の方法によって、このようにエチレンが生成され、反面、燃料ガス の流れのために失うエチレンが極めて微量であるため、エチレン生成物の量は、 新しい装填原料の流れ１１中のエチレン量よりも大きい。

反応がま１８の反応性は高い特異性をもっている。というのは、プロパジエン、 特にブタジェンは脱メタン吸収塔２９内でポリマー化し、詰まらせる傾向がある 。

表ＩＡに示す通り、反応がま１８によって流れ１５中の１．３−ブタジェン量が 時間当り９．３４ｋｇｍｏｌｅｓであったものが、流れ１９では時間当り０．９ ３ｋｇｍｏｌｅｓにまで減少している。

この減少は反応がま１８を先に、脱メタン吸収塔２９を後にする順序で配置した 結果であり、これだけでも本発明の主要目的は達成される。

再び表ＩＡ−ＩＤに戻って本発明の達成状況を検討すると、例えば脱水装置２１ は流れ１９中の微量の水分すらも除去して、流れ２３に実質的に湿気が残らない ように保証している。また、リサイクルの流れ２６では、冷却相分離システム２ ５は脱水後の流れ２３によって運ばれてきたエチレンの１４％、トアセチレンの ５７％、プロパジエンの５０％、プロペンの４２％、ビニールアセチレンの７２ ％、■。

３−ブタジェンの３５％、１−ブテンの７１％、および１−ブテンの７２％を除 去している。

リッチ溶媒の流れ３３において、脱メタン吸収塔２９は流れ２７．３２、および ５７によって運ばれてきたエチレンの８９％、ｍ−アセチレンの９９％、プロペ ンの９９％、１．３−ブタジェンの９９％、ｉ−ブテンの９９％、およびｌ−ブ テンの９９％を除去している。

従来技術は長年の昔に同様の吸収成果を挙げていたが、燃料ガスの流れに対する 損失のため、工程としての総合成績は経済的に耐えられるものではなかった。

しかしながら、この同じ流れを自動冷却回収装置３５に通すと、本発明の方法に よる燃料ガスの流れ３７に対する損失は、流れ３１で運ばれてくるエチレンの１ ．７６％、流れ１１で運ばれて（るエチレンの０．２０％に過ぎない。また燃料 ガス以外では水素、メタン、および−酸化炭素など他の成分をなんら失うことが ない反面、新しく供給されるガス、重量モルで４２％に対してｎ−ヘキサン溶媒 を必要通り循環させることができる。流れ３９では、自動冷却回収装置３５が流 れ３１で運ばれて（るエチレンの９８゜０％、エタンの９９．６％、およびプロ パンの９９．２％を除去している。

このような次第で、脱メタン吸収塔２９は余裕を持って稼働しており、限度いっ ばいまで働かされることはなく、したがって、資本支出が比較的に小さくて済み 、操業費用も低額である。自動冷却回収装置３５は、表ＩＡ〜ＩＤで示す実施例 １によると新しく供給される流れのうち、重量モルで４８．５％、重量ベースで ２６．９％を受け取つている。底部流れ中の化合物を凝縮させるため（この実施 例では供給される炭化水素ガスの流れに対して重量モルで約４％）に、外部から の冷却を必要としない。

したがって、この装置においても、資本支出が比較的に小さく、操業費用は驚く ほど低額である。

水素をさらに回収することが望ましい場合には、脱メタン吸収塔の上部ガスの流 れを選択的に、水素供給割り部分と燃料ガス割り部分とに分割して、これから水 素含有部分を生成物として回収する。ガスの流れを分割するのであるから、した がって水素回収率は限られている。また、この方法のスリップストリームによる 実施態様と、フルストリームによる実施態様とは、いずれの場合でも水素を選択 的に生成することができる。この二つの実施態様を機能の上から区別するとすれ ば、スリップストリーム実施態様は水素を最高５０％までを回収することができ ることが挙げられる。しかしながら、このことは実際の好成績を示すものであっ て、方法の限界を示すものではない。

さらに、水素回収量が同じである場合、溶媒の循環を増加すると水素の純度が上 昇する。したがって、純度を一定に据え置いて、溶媒循環を増やすと水素回収量 が増加する。

スリップストリームによる実施態様において、脱メタン吸収塔の上部流れを、水 素供給割り部分と燃料ガス割り部分とに分割して、含有水素の最高５０％までを 生成物として生成することができる。さらに詳しくは、水素割り部分をメタン吸 収塔に送り込み、ここで水素が上部生成物の流れとして生成される。同じくここ で生成されるメタンに富む底部流れは、脱メタン吸収塔頂部に供給される。脱メ タン吸収塔の上部流れを分割した残りは、自動冷却回収装置に直接送り込まれ、 ここでは底部Ｃ２／Ｃ１の流れと、脱メタン吸収塔にリサイクルされているリッ チ溶媒の小さな副生流れとから、メタンと一酸化炭素を含む燃料ガスの流れが分 離される。

脱メタン吸収塔の底部リッチ溶媒の流れは、溶媒再生塔に送られる。溶媒再生塔 ではすべてのＣト炭化水素成分を含有する上部流れと、メタン吸収塔頂部に供給 される底部リーン溶媒の流れが作られる。この上部Ｃ２＋の流れは自動冷却回収 装置の底部Ｃ２／ＣＩの流れと合体して、脱エタン塔や、Ｃ２スプリツター塔に 供給されるエチレン／プロピレン生成物の流れを生成する。

スリップストリームによる実施態様では、−個の溶媒回路で機能している。溶媒 の循環速度は脱メタン吸収塔入口のガスの０２＋分によって決定される。先ず、 リーン溶媒がメタン吸収塔頂部にはいることから始まり、次に脱メタン吸収塔、 続いて溶媒再生塔に至って、ここでリーン溶媒が生成される。

さらに、フルストリームによる実施態様で、先ずメタン吸収塔において、脱メタ ン吸収塔の上部流れすべてを加工し、」二部流れを効果的に水素生成物の流れに 生成することができる。メタン吸収塔の底部流れである、水素に乏しいリッチ溶 媒の流れは選択的に小部分の流れと、大部分の流れとに分割する。小部分の流れ は脱メタン吸収塔に供給され、大部分の流れはメタンストリッパー塔に供給され る。メタンストリッパー塔の底部流れは主溶媒としてメタン吸収塔にリサイクル される。また、メタンストリッパー塔のメタンに富むが水素が乏しい上部流れは 、自動冷却回収装置に送られる。自動冷却回収装置の機能はスリップストリーム による実施態様と同様である。しかしながら、スリップストリームによる実施例 では、脱メタン吸収塔の上部流れはメタン吸収塔と自動冷却回収装置との間で分 割したが、フルストリームによる実施態様では反対にメタン吸収塔の底部リッチ 溶媒を、脱メタン吸収塔とメタンストリッパー塔との間で分割する。

また、スリップストリームによる実施態様の場合と同様にして、溶媒再生塔で脱 メタン吸収塔のリッチ溶媒を精製する。リーン溶媒はすべてメタン吸収塔頂部に リサイクルし、エクスパンション回収システムの底部流れと、溶媒再生塔の上部 流れは、同様にして混合する。フルストリームによる実施態様は、メタン吸収塔 、脱メタン吸収塔、溶媒再生塔を循環する小回路、およびメタンストリッパー塔 からメタン吸収塔を循環する大回路の、二つの溶媒回路によって機能している。

小溶媒循環回路の流量は、脱メタン吸収塔入口のガスのＣｚｓ分によって決定さ れる。大溶媒循環回路の流量は、脱メタン吸収塔上部に含まれているメタンを吸 収するのに必要な循環総計から、溶媒再生塔によって生成されるリーン溶媒の小 さな流れを減じた差によって決定する。

スリップストリームによる実施態様を利用して、供給される水素の最高５０％以 下の水素を選択的に生成することができる。フルストリームによる実施態様を利 用して、供給される水素の２０％〜１００％の水素を選択的に生成することがで きる。メタンストリッパー塔とパイプラインを配設して、脱メタン吸収塔上部の 流れの所望量をメタン吸収塔、または自動冷却回収装置に送り込む、および／ま たはメタン吸収塔底部の流れの一部または全部を脱メタン吸収塔に送り、または 一部をメタンストリッパー塔に送る、および／または溶媒再生塔底部の流れの一 部または全部をメタン吸収塔に送り、または一部を脱メタン吸収塔に送ることに より、プラント全体から供給水素の５％から、例えば１００％相当量の水素生成 物を生成することができる。これは市場における水素ガスの需要、近接の製油所 または石油化学工場のリホーメート炭化水素、水素添加分解水素（ｈｙｄｒｏｃ ｒａｃｋｉｎｇ　ｈｙｄｒｏｇｅｎ）に対する必要度次第であることは言うまで もない。またこの場合、燃料ガス生成物の流れの組成のみを変えるだけで、Ｃ２ ／Ｃｓ生成物の流れを妨げることはない。

市場の需要に従い、且つオレフィン類の生成を妨害することなく、上記の水素生 成を行う手段は次のように構成されている。

（１）脱メタン吸収塔の上部ガスの流れを、メタン吸収塔と自動冷却回収装置と の間で選択的に分割する。

（２）メタン吸収塔の底部リッチ溶媒の流れを、脱メタン吸収塔と、メタンスト リッパー塔との間で選択的に分割する。

（３）溶媒再生塔の底部リーン溶媒の流れを、脱メタン吸収塔と、メタン吸収塔 との間で選択的に分割する。

水素回収が零になろうとするにつれて、先ず最初に自動冷却回収装置の流量の分 割（ガス）が１００％に近づき、第二番目に脱メタン吸収塔の流量の分割（リッ チ溶媒）が１００％に近づき、そして第三番目に脱メタン吸収塔の流量の分割（ リーン溶媒）が１００％に近づいて行く。水素分割が１００％に近づくと、第一 番目にメタン吸収塔の流量の分割が１００％に近づき、第二番目にメタンストリ ッパー塔の流量の分割が６５〜８５％に近づき、第三番目にメタン吸収塔の流量 の分割が１００％に近づいて行（。

図２は、Ｃ２およびＣｓオレフィン類を完全に回収しながら、最高５０％までの 範囲内で任意のパーセントで装填原料２７中の水素を生成する本発明のスリップ ストリームによる実施態様を示すものである。構成の主要装置は、装置内冷却が でき且つリボイリングが可能な脱メタン吸収塔２９、メタン吸収塔３０、溶媒再 生塔５３、および自動冷却回収装置５３である。より詳しくはこの方法は、前段 膜エタン塔または脱プロパン塔上部の蒸気、またはＦＣＣ装置からなどの製油排 気であって、スウィートニング、圧縮、および乾燥の工程を経た飽和および不飽 和炭化水素ガスからなるものを、脱メタン吸収塔２９に供給することからなる。

脱メタン吸収塔２９では流れ３２および３８も受け入れている。その底部流れ３ ３は溶媒再生塔５３に送られ、リーン溶媒からなる上部流れ５５および底部流れ ５７に生成される。

最高５０％までの水素を回収するには、脱メタン吸収塔２９の上部流れ３１を、 市場を考慮にいれながら選択的に水素割り部分流れ３４と燃料ガス割り部分流れ ３６とに分割する。メタン吸収塔３０は溶媒再生塔５３から底部流れ５７の少な くとも一部を流れ５９として受け取る。残りの部分は、流れ５８として特に水素 の回収が低調である場合、直接に脱メタン吸収塔２９に送られる。

メタン吸収塔３０では、本方法の水素生成物の流れとして上部流れ４０を生成す る。また、底部流れ３８も生成されて、水素回収が比較的低調である、つまり５ ０％以下である場合に直接脱メタン吸収塔２９に送り込まれる。

流れ３６は自動冷却回収装置３５に送られて、燃料ガス生成物の流れである流れ ３７として生成される。回収溶媒からなる流れ３２は、脱メタン吸収塔２９でリ サイクルされる。脱メタン化エチレン＋炭化水素類からなる流れ３９は溶媒再生 装置５３の上部流れ５５と混合して、脱メタン化Ｃ２とＣ３の不飽和および飽和 炭化水素類からなる生成物流れ４２を形成して、先ず脱エタン塔４１に、続いて Ｃ２スプリツター塔４７に供給する。

図３は、Ｃ２およびＣ３オレフイン類を完全に回収しながら、新しく供給される 流れ２７中の水素の２０％から１００％までの範囲内で任意のパーセントで水素 を生成する本発明のフルストリームによる実施態様の概略を示すものである。構 成の主要装置は、図２で示したスリ・ノブストリームによる実施態様と同様の脱 メタン吸収塔２９、メタン吸収塔３０、溶媒再生塔５３、および自動冷却回収装 置３５からなっている。

より詳しくは、フルストリームによる実施態様は、前段膜エタン塔または脱プロ パン塔上部の蒸気、またはＦＣＣ装置からなどの製油排気を流れ２７として脱メ タン吸収塔２９に供給することからなる。この脱メタン吸収塔２９は流れ３２お よび４８も受け入れている。底部流れ３３は溶媒再生塔５３に送られて、リーン 溶媒からなる上部流れ５５および底部流れ５７を生成する。

上部流れ３１は分割しないで、メタン吸収塔３０に直接供給される。このメタン 吸収塔３０は溶媒再生塔５３のリーン溶媒からなる底部流れ５７や、メタンスト リッパー６０の底部の再生溶媒からなる流れ６２をも受け入れている。メタン吸 収塔３０の上部流れ４０は水素生成物とじて送り出される。

リッチ溶媒からなる底部の流れ３８は次の二つの部分に分割される。吸収塔部分 の流れ４８は脱メタン吸収塔２９でリサイクルされ、またストリッパ一部分の流 れ４６はメタンストリッパー塔６０に送り込まれる。流れ４６の相対量はメタン 吸収塔３０の吸収必要量によって決定され、流れ４８の量は脱メタン吸収塔２９ の吸収必要量によって決定される。

メタンストリッパー塔６０上部の流れ６１は、自動冷却回収装置３５に送られて 、燃料ガス生成物として流れ３７に生成される。回収溶媒からなる流れ３２は脱 メタン吸収塔２９でリサイクルされる。脱メタン化エチレン＋炭化水素類である 流れ３９は、溶媒再生塔５３の底部の流れ５５と混合して脱メタン化Ｃ２と０８ の不飽和および飽和炭化水素類からなる生成物の流れ４２となり、先ず脱エタン 塔４１に、続いてＣ２スプリツター塔４７に供給される。

本発明の方法により、溶媒の循環を抑制することができる。と言うのは、脱メタ ン吸収塔２９が実質的にはＣ４４炭化水素類を含まない供給原料の流れ２７に含 有されているエチレンを７５〜９９％回収し、同じ流れ２７からＣ２類や０３類 のみを除去し、充分な水素とメタンをメタン吸収塔３０に供給する。したがって 、先ず流れ３２の過剰な溶媒を回収するため、次に供給原料中のエチレン含量の １〜２５％に相当する残存エチレンを回収するため、自動冷却回収装置に流れ３ ９として供給されるガスだけを装置内で冷却する必要があるのみである。

さらに、自動冷却回収装置３５内に配設されている脱メタン塔が残る溶媒を回収 し、この溶媒は流れ４２に乗って工程外に排出されたり、分解作業のために熱ポ ンプを有する脱エタン塔が稼働している場合はエタンの流れと共に、あるいは熱 ポンプを有する脱プロパン塔が稼働している場合はプロパンの流れと共にリサイ クルされる。この工程で用いるパラフィン系、ナフテン系溶剤はエチレンプラン トでは装填原料と見なされている。したがって、リサイクルのエタンあるいはプ ロパンの流れに含有されている溶媒は、分解すればさらにエチレンを得ることが できる。

脱メタン吸収塔２９によりエチレンを回収する場合、主要部分はプラントの特定 経済条件、装填原料の組成、費用・資本・操業費などの要因によって決定すべき である。

流れ３８から流れ４６を経て流れ６２に至る、大きな溶媒経路が形成されている 。この場合、溶媒は脱メタン吸収塔２９と再生塔５３を省略する。メタンストリ ッパー塔６０は、精留塔または複数のフラッシング段階またはこれらのものを組 み合わせた構成にしても良い。この回路中の溶媒はメタン吸収のためメタンスト リッパー６０で充分に再生されるので、溶媒再生塔５３で処理することがない。

図３に示すように流れ３１中で大きく増量するメタンを吸収するため溶媒再生塔 ５３から真にリーンな溶媒がすべてメタン吸収塔３０に供給されている。ところ が、スリップストリームによる実施態様の図２の流れ３４と比較すると、底部の 流れ６２中には充分にリーンな溶媒が大量に存在しているので、上記の吸収が必 要となった場合には、大いに助かることになる。

図２ならびに表１１Ａ、　ＩＩＢおよびＩＩＣを用いて実施例２、図３ならびに 表１１１Ａ、　ＩＩＩＢおよびｌｌＩＣを用いて実施例３により本発明を説明し てさらに良き理解を推進する。

以下の比率および百分比は、可能な限りｋｇｍｏｌｅ単位によるものとする。

これらの実施例において、説明の便宜のため溶媒としてｎ−ペンタンを用いてい るが、炭素数４〜ＩＯの物理的炭化水素溶媒は如何なるものであっても本発明の 方法に好適に使用することができる。さらに、パラフィン系、ナフテン系その他 軽質芳香族溶媒は、分子量および ＵＯＰ特性になんらの制限を設けることなく、すべて本発明の実施に好適である 。

創創り 上部の流れ３１が分割されて、その２１．２４パーセントが流れ３４としてメタ ン吸収塔３０に送られ、残りは流れ３６として自動冷却回収装置３５に直接送ら れる。また、リッチ溶媒の流れ３６はすべて脱メタン吸収塔２９頂部に供給され る。このようにして、このスリップストリームによる実施態様では流れ２７とし て装填された水素の１９゜８９％を流れ４０から回収し、メタン吸収塔３０に入 った水素の９２．ハを流れ３４から回収する。流れ４０中の水素の純度は約９８ モル％である。吸収塔２９には水素が２．１０６．１０　ｋｇｍｏｌ／ｈｒ入る が、このうちリッチ溶媒の流れ３３中に失われるものは何もない。

表１１Ａ　−ＩＩＣを見ると、流れ３１を３．７：１．０の比率で流れ３６と流 れ３４とに分割しているのが分かる。さらに、吸収塔２９の作業温度は底部が４ ６℃、頂部が３３℃であり、装填原料の取扱量は５．７８１．８５ｋｇｍｏｌｅ ｓ／　ｈｒ、装填原料の流れ２７の含量を基準とするエチレン回収率は９１％以 上、また溶媒の典型例である純粋のｎ−ペンタンの回収量は２、５６３．６４ｋ ｇｍｏ１．ｅｓ／　ｈｒであることは注目に値する。

さらに続けて、表１１八〜ＨＣからこのスリップストリーム実施例のガス生成物 の流れ３７により本発明の特徴を挙げる。自動冷却回収装置３５は流れ３６から エチレン９５、６３％を回収して、流れ３９とする。この流れ３９は脱メタン化 されてメタン含量が０．０８モル％しかない。この実施例の方法全体で失われた 溶媒量を流れ４０および４２て見ると、０．５２ｋｇｍｏ１．ｅｓ／　ｈｒであ る。燃料ガスシステムに続く流れ３７では溶媒は失われない。Ｃ２およびＣ３炭 化水素からなる生成物の流れ４２中に、エチレンに対して１００万分の２３１の 比率でメタンが含有されていることは採算上重要である。

再循環溶媒の流れ５７は、９７．００モル％のｎ−ペンタンからなる。エチレン 回収率総計が９９８４％である時、溶媒の流れ５７中には装填原料ガスを基準と したモル比で０．４４のペンタンが存在する。この実施例では、流れ５９の溶媒 流量は流れ５７のそれと同一で、流れ５８の溶媒流量は零である。

実施例３　 本実施例では、選択的フルストリームにより１００％水準で水素を回収すること を説明する。このフルストリームによる実施態様では、上部の流れ３１はすべて メタン吸収塔３０に送り、リッチ溶媒の流れ３８は脱メタン吸収塔２９に供給す る流れ４８と メタンストリッパー塔６０に供給する流れ４６とに分割することにより、装填原 料の流れ２７の含量を基準として９４、６５％の水素を流れ４０から回収し、ま たメタン吸収塔３０に入る水素量を基準として９３．１２％の水素を流れ３１か ら回収する。流れ４８から脱メタン吸収塔２９に追加の水素を導入するので、メ タン吸収塔３０近傍では水素回収率は低下する。流れ４０の水素純度は８０．１ ５％である。

表ＩＩＩへ〜ｌｌＩＣを見ると、流れ３８が３．５：１．０の比率で流れ４６と 流れ４８とに分割されているのが分かる。脱メタン吸収塔２９の作業温度は頂部 で一３３℃、底部で５３℃であり、装填原料取扱量は５．６９６．８９ｋｇｍｏ ｌｅｓ／　ｈｒｌ　また脱メタン吸収塔２９内ではｎ−ペンタン３．１６７、９ ８ｋｇｍｏｌｅｓ／　ｈｒを使用して、流れ２７の含量を基準として９７．４％ のエチレンを流れ３３から回収している。流れ６２のｎ−ペンタンと流れ５７の ｎ−ペンタンとの比は、３．５：１．０である。この分割比は、リッチ溶媒の流 れ３８を流れ４８と４６とに分割したときの比と同一である。

さらに続けて、表１１１Ａ〜ｌｌＩＣからこのフルストリーム実施例のガス生成 物の流れ３７により本発明の特徴を挙げる。自動冷却回収装置３５によって、装 填原料の流れ２７の含量を基準として僅か０．２２％のエチレンしか流れ３７を 経由して燃料ガスシステムに排出されていかない。

再循環溶媒の流れ５７は、純粋の溶媒９７．００％からなる。

装填原料の流れ２７の含量を基準としてモル比で５５．６１％の溶媒が流れ５７ に存在し、この方法全体でのエチレン回収率総計を流れ４２で見ると９９．７％ である。

自動冷却回収装置３５では、底部の流れ３９でエチレン＋炭化水素類の凝縮と脱 メタン化を行うための冷却は外部からのものを必要とはしない。したがって、装 置のサイズがかなり小型で、投資も比較的少額で済む。

例えば、自動冷却回収装置３５への原料の流量は、脱メタン吸収塔２９への原料 の流量に対してモル比で実施例２では４８％、実施例３では３１％である。しか しながら、＝５５℃以上の冷蔵装置を自動冷却回収装置３５内に取り付けると、 脱メタン吸収塔２９によりエチレン＋炭化水素類を吸収するために必要な溶媒の 循環率を全体として減少させることができる場合には、そうしても良い。

分解ガスの場合ターボエックスパングーを使って自動冷却を行い、脱メタン吸収 塔２９では回収できなかった１〜２５％のメチレンの脱メタン化して回収するに 必要な冷却を実施する。ＦＣＣ製油排気ガスを脱メタン吸収塔２９に送り込む場 合には、自動冷却回収装置３５のターボエックスパングーを降圧弁に取り替える 。こうするころにより、シュウール・トンプソン効果を得ることができるし、ま た冷却温度が一１１０℃以下に下がらないようにすることもできる。このような 制限を加えることにより、この方法の安全を確保し、特に装置内で窒素酸化物類 が凝縮してＮＯｏを生成するのを防止する。

はとんどの製油排気ガスは、分解ガスには通常存在しない窒素を含有している。

脱メタン吸収塔２９の装填原料に窒素が存在する場合では、本発明の方法では窒 素と水素を分離することができないので、原料の窒素含量によって流れ４０の水 素の純度に影響が出てくる。

製油所では製油排気のほどんとを燃料に使用しており、これらの排気ガスは燃料 ガスシステムの圧力に準じて低圧である。所望の水素回収度、オレフィン類の回 収度、および水素に必要な圧力次第ではあるが、ＦＣＣガスを圧縮する必要はな い。したがって、頭上熱ポンプシステムを付けない簡単な脱エタン塔、あるいは 脱プロパン塔を使用しても良い。これらの排気ガスにアセチレンが含まれていな い場合には、上部のガスを脱メタン吸収塔２９に直接流入させることもできる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．炭化水素ガス２７を脱メタン吸収塔２９に供給し、炭化水素溶媒を使用して メタンおよび少量のエチレンを含む上部ガスの流れ３１とエチレン−重質炭化水 素類に富む底部溶媒の流れ３３を生成し、前記上部ガスの流れ３１は自動冷却回 収装置３５により分離してＣ２−ｐｌｕｓの流れ３９を生成し、前記底部リッチ 溶媒の流れ３３は溶媒再生塔５３により分離して脱メタン化エチレン−重質成分 からなる上部の流れ５５と脱メタン吸収塔２９にリサイクルするリーン溶媒の流 れ５７を生成し、エチレンを回収する方法において、 前記方法は−５５℃以上の温度による外部からの冷却を必要とし、かつ Ａ．次からなる群より前記炭化水素溶媒を選択することと、 （１）炭素数４ないし１０のパラフィン系炭化水素類 （２）炭素数４ないし１０のナフテン系炭化水素類（３）特に、ｏ−キシレン、 ｍ−キシレン、ｐ−キシレン、ヘミメリテン、プソイドクメン、メシチレン、ク メン、ｏ−エチルトルエン、ｍ−エチルトルエン、ｐ−エチルトルエン、ｎ−プ ロピルベンゼン、イソプロピルベンゼン、インダン、ジュレン、イソジュレン、 プレニテン、粗キシレン類、トルエンアルキル交換反応流出液、抽出Ｃ９ナフサ リホーメート、Ｃ９アルキルベンゼン類に富むリホーメートのＣ９中間留分、 Ｃ７−Ｃ９芳香族アルキル基のサブグループを構成する脂肪族メチル基、エチル 基、またはプロピル基を有するベンゼン、トルエン、Ｃ６−Ｃ１０芳香族化合物 からなる群より選ばれる芳香族炭化水素類 （４）前記パラフィン系炭化水素類、前記ナフテン系炭化水素類および／または 前記 芳香族炭化水素類の混合物 Ｂ．脱メタン吸収塔２９を装置内冷却し、かつ装置内リボイリングし、この塔内 でのリーン溶媒の循環率を調整して、７５％〜９９％のエチレンを前記炭化水素 ガスの流れ２７から前記リッチ溶媒の流れ３３に吸収することと、 Ｃ．下記の事項を実施するため前記自動冷却回収装置３５内の脱メタン塔を使用 することと、（１）Ｃ２−ｐｌｕｓの流れ３９の−成分であるエチレンを前記炭 化水素ガスの流れ２７の含量を基準にして１％〜２５％を回収すること、（２） 前記炭化水素ガスの流れ２７の含最を基準として前記エチレンを０．１％の低率 で含有する前記燃料ガスの流れ３７を生成すること、 （３）前記自動冷却回収装置３５への原料の流れからさらに余剰の溶媒を回収す ること、よりなる方法。 ２．前記脱メタン化−重質成分からなる上部ガスの流れ５５を前記Ｃ２−ｐｌｕ ｓの流れ３９と混合して、エチレンに富む混合流れ４２を先成し、この混合流れ を脱エタン塔４１に供給して、プロピレンからなる底部の流れ４５とエチレンと エタンからなる上部の流れ４３を化成する請求項１に記載の方法。 ３．エチレンとエタンからなる前記上部の流れ４３をＣ２スプリッター塔４７に 供給して、エタンからなる底部の流れ５１と、前記炭化水素ガスの流れ２７の含 量を基準にして少なくとも９９％に相当するエチレンからなる上部の流れ４９を 生成する請求項２に記載の方法。 ４．前記炭化水素ガスの流れ２７と、前記脱メタン吸収塔２９の流れ３１とがさ らに水素を含有している請求項１に記載の方法。 ５．前記炭化水素ガスの流れ２７の含量を基準として最高５０％までの前記水素 の回収を所望する場合、前記上部の流れ３１を選択的に水素部分の流れ３４と燃 料部分の流れ３６とに分割して、前記水素部分の流れ３４はメタン吸収塔３０に 供給し、前記燃料部分の流れ３６は前記自動冷却回収装置３５に供給する請求項 ４に記載の方法。 ６．前記メタン吸収塔３０は前記炭化水素ガスの流れ２７の含量を基準として最 高５０％までの水素を含有する上部水素の流れ４０と、前記脱メタン吸収塔２９ に供給される底部リッチ溶媒の流れ３８を生成する請求項５に記載の方法。 ７．前記溶媒再生塔５３の前記底部リーン溶媒の流れ５７を、メタン部分の流れ ５９とエチレン部分の流れ５８とに選択的に分割し、前記エチレン部分の流れ５ ８は前記脱メタン吸収塔２９に供給し、前記メタン部分の流れ５９は前記メタン 吸収塔３０に供給する請求項６に記載の方法。 ８．前記炭化水素ガスの流れ２７の含量を基準として２０％〜１００％の水素を 回収すること所望の場合には、前記脱メタン吸収塔２９の前記上部ガスの流れ３ １をメタン吸収塔３０に供給し、前記炭化水素ガスの流れ２７の含量基準で２０ ％〜１００％の水素を含有する水素の流れ４０と底部リッチ溶媒の流れ３８を生 成する請求項４に記載の方法。 ９．前記メタン吸収塔３０の底部リッチ溶媒の流れ３８を、吸収塔部分の流れ４ ８とストリッパー塔部分の流れ４６とに分割し、前記吸収塔部分の流れ４８は前 記脱メタン吸収塔２９に供給し、前記ストリッパー塔部分の流れ４６はメタンス トリッパー塔６０に供給する請求項８に記載の方法。 １０．前記メタンストリッパー塔６０が前記メタン供給塔６２でリサイクルする 底部溶媒の流れ６２と、前記自動冷却回収装置３５に供給される上部の流れ６１ を生成する請求項９に記載の方法。１１．前記の選択的分割を手段としてプラン ト全体から所望のパーセントの水素を回収し、前記燃料ガスの流れ３７の組成を 変えるのみで、前記のエチレンに富む混合流れ４２の生成および組成には影響し ない請求項５、７、および９に記載の方法。 １２．エチレンプラントの分解ガスの流れおよび／または製油排気ガスの流れに 特徴的な水素、メタン、エチレン、エタン、アセチレン、およびＣ３以上の重質 炭化水素類を含んでいる炭化水素の流れ１１を冷却、スウィートニング、および 圧縮して、前記炭化水素ガスの流れ２７を生成する請求項１に記載の方法。 １３．炭化水素ガスの流れ１１を冷却、スウィートニング、圧縮した後、前段の 選択的触媒アセチレン水素添加反応システム１８と連結している熱ポンプを有す る脱プロパン塔１３で処理して、前記炭化水素ガスの流れ２７として前記脱メタ ン吸収塔２９に供給するＣ３以下の軽質成分ならなる上部の流れを生成する請求 項１２に記載の方法。 １４．炭化水素ガスの流れ１１を冷却、スウィートニング、圧縮した後、前段の 選択的触媒アセチレン水素添加反応システム１８と連結している熱ポンプを有す る脱エタン塔１３で処理して、前記炭化水素ガスの流れ２７として前記脱メタン 吸収塔２９に供給するＣ２以下の軽質成分からなる上部の流れを生成する請求項 １２に記載の方法。 １５．前記自動冷却回収装置３５のＣ２−ｐｌｕｓの流れ３９を前記溶媒再生塔 ５３の前記上部の流れ５５と混合して、エチレンに富む混合流れ４２を作り、こ れをＣ２スプリッター塔４７に供給して、エタンからなる底部の流れ５１と、前 記炭化水素ガスの流れ２７の含量を基準として少なくとも９９％に相当するエチ レンからなる上部の流れ４９を生成する請求項１４に記載の方法。 １６． Ａ．冷却、スウィートニング、圧縮の工程を経た前記炭化水素ガスの流れ２７が 分解ガスの流れであり、 Ｂ．ターボエックスパンダーにより自動冷却が行われ、前記炭化水素ガスの流れ ２７の含量を基準として最高２５％までの前記エチレンをＣ２−ｐｌｕｓの流れ ３９から脱メタン化の上回収するに必要な冷却が完備している 請求項１２に記載の方法。 １７． Ａ．冷却、スウィートニング、圧縮の工程を経た前記炭化水素ガスの流れ２７が 、さらに窒素を含んでいるＦＣＣ製油排気ガスであり Ｂ．降圧弁を使用して自動冷却が行われ、ジュール・トンプソン効果を発揮でき る冷却が完備されている一方、冷却温度が−１１０℃以下にならないようにする ことにより、窒素酸化物が凝縮するのを防止している 請求項１２に記載の方法。 １８．窒素を含有する製油排気ガスに特徴的な水素、メタン、エチレン、エタン 、およびＣ８以上の重質炭化水素類を含有するが実質的にＣ２アセチレンを含ん でいない炭化水素ガスの流れ１１を、冷却、スウィートニング、圧縮した後、触 媒水素添加を行わない脱エタン塔により処理して、前記炭化水素ガスの流れ２７ として前記脱メタン吸収塔２９に供給するＣ２以下の軽質成分からなる上部の流 れを生成する請求項１に記載の方法。 １９．窒素を含有する製油排気ガスに特徴的な水素、メタン、エチレン、エタン 、およびＣ３以上の重質炭化水素類を含有するが実質的にＣ２アセチレンを含ん でいない炭化水素ガスの流れ１１を、冷却、スウィートニング、圧縮した後、触 媒水素添加を行わない脱プロパン塔により処理して、前記炭化水素ガスの流れ２ ７として前記脱メタン吸収塔２９に供給するＣ３以下の軽質成分からなる上部の 流れを生成する請求項１に記載の方法。 ２０．前記脱エタン塔が熱ポンプを有する脱エタン塔であり、前記脱プロパン塔 が熱ポンプを有する脱プロパン塔である請求項１８または１９に記載の方法。 ２１．前記自動冷却回収装置３５が外部からの冷却を必要としない請求項１に記 載の方法。 ２２．前記溶媒が単一の溶媒回路を循環し、循環率が、前記炭化水素ガスの流れ ２７のＣ２＋含量によって決定される請求項６に記載の方法。 ２３．前記メタン吸収塔３０から前記脱メタン吸収塔２９を経由して前記溶媒再 生塔５３に至る小溶媒回路と、メタンストリッパー塔６０から前記メタン吸収塔 ３０までの大溶媒回路とからなる二つの溶媒回路を前記溶媒が循環しており、小 溶媒回路の循環率は前記炭化水素ガスの流れ２７のＣ２以上の重質成分含量によ って決定し、大溶媒回路の循環率は前記脱メタン吸収塔２９が生成する前記上部 ガスの流れ３１中に含有されているメタンを吸収するに必要な循環率総計から、 前記溶媒再生塔５３が生成する底部リーン溶媒の流れ５７の循環率を引いた差に より決定する請求項１０に記載の方法。