KR101574544B1 - 통합 올레핀 회수 공정 - Google Patents

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Abstract

분류 공정 올레핀 유출물이 냉각 시스템으로 공급되는 분류 공정과 올레핀 냉각 시스템의 통합을 위한 장치 및 방법은 통상의 분류 공정 응축기 및 환류 드럼을 제거할 수 있다. 바닥 스트림의 다수는 분류 공정으로부터 수집될 수 있다. 올레핀 냉매는 필요하면 대체 올레핀 냉매 소비기에 공급될 수 있다. 분류 공정에서 칼럼은 냉각 시스템으로부터 올레핀 스트림이 환류될 수 있으며, 올레핀 제품은 라인을 통하여 배출 혹은 수집될 수 있다.

Description

통합 올레핀 회수 공정{INTEGRATED OLEFIN RECOVERY PROCESS}
본 발명은 올레핀 회수 공정용으로 필요한 장비의 수를 감소시키기 위하여 분류 칼럼과 올레핀 냉각 시스템을 통합한 올레핀 냉각 공정과 같은 개선된 올레핀 회수 공정에 관한 것으로, 이에 의해서 회수 플렌트의 구조와 연관된 전체 비용이 감소할 수 있게 된다.
예를 들면, SuperflexTM 딥 촉매 크래킹 및 유체 촉매 크래킹 (FCC) 반응기와 같은 공정 종래에 알려진 촉매 반응기 및/혹은 열 크래킹 노로부터 생성된 탄화수소 스트림으로부터 올레핀이 회수된다. 반응기/노 유출물로부터의 회수 공정에서 공급 가스는 일반적으로 올레핀과 알칸을 포함하며, 공급 스트림으로부터 다양한 다른 파변을 회수 및 분리하게 처리되어야하며, 공급 스트림은 수소, 메탄, 에탄, 에틸렌, 프로판, 프로필렌, 부탄, 부틸렌, 및 중 탄화수소를 포함할 수 있다. 각각의 요소 파편으로 공급 스트림의 분리를 위한 다양한 방법이 해당 분야에 잘 알려져 있으며, 일반적으로 흡수, 흡수 냉각, 팽창, 분류 및/혹은 기타 방법의 조합이 포함된다.
분리 공정에서, 종래의 디에타나이저가 C2 및 C3 화합물을 별도의 C2 및 C3 분류로 생성하기 위하여 사용될 수 있다. C2 및 C3 분류는 그 후 C2 및 C3 스플리터에 각각 처리되며, 순수에 가까운 에틸렌 및 에탄과 순수에 가까운 프로필렌과 프로판을 각각 생성한다. 스플리터로부터의 바닥 스트림은 추가의 크래킹을 위하여 열분해 노로 재활용되거나 제품으로 제조된다.
도 2 내지 6 은 탄화수소 공급 스트림으로부터 올레핀의 회수를 위한 종래 기술의 공정을 보이고 있다. 도 2 는 하나 이상의 C2 풍부 탄화수소 스트림으로부터 에틸렌과 에탄의 분리를 위한 종래 기술의 배열을 보이고 있다. 이 공정은 향상된 디에타나이저 (106), 에틸렌 냉각 압축기 트레인 (134) 및 에틸렌-에탄 스플리터 (130) 를 포함할 수 있다. 에틸렌, 에탄 및 C3물 를 포함하는 탄화수소 공급물 (102) 및 중공급물은 하나 이상의 라인 (104) 를 통하여 디에타나이저 (106) 으로 공급된다. 본원 발명의 명세서 및 청구범위에 있어서 "향상된 디에타나이저" 는 탄화수소 공급물을 에텔렌 풍부 오버헤드 증기 (108), 혼합 에틸렌-에탄 부 스트림 (112) 및 C3 와 공급물에 존재하는 중화합물을 포함하는 하부 스트림 (110) 을 생성하기 위하여 탄화수소 공급물을 분리하는 디에타나이저 (106) 와 같은 것을 말한다. 디에타나이저 (106) 은 재끓임을 위하여 열 교환기 (114)를 포함할 수 있다.
오버헤드 에틸렌 스트림 (108) 은 응축기 (116) 로 공급되며, 응축물이 환류 드럼 (118) 로 공급된다. 디에타나이저 (106) 는 환류 드럼 (118) 으로부터 라인 (119) 을 통하여 응축액과 함께 환류되고, 펌프 (120) 로 펌핑된다. 디에타 나이즈된 시스템으로부터의 에틸렌 제품은 라인 (124) 를 통하여 에틸렌 냉각 트레인 (134) 의 드럼 (136) 으로 공급되거나, 라인 (153) 을 통하여 제품으로서 보내진다. 라인 (124) 으로부터의 제품은 C2 스플리터 (130) 에 직접적으로 혹은 교환기 (150a 및 147) 을 통하여 환류를 사용할 수 있다.
에틸렌-에탄 스플리터 (130) 에 디에타나이저 (106) 으로부터의 혼합 에틸렌-에탄 부 스트림 (112) 이 공급된다. 라인 (112) 은 필요한 경우 혼합 스트림을 가열하기 위하여, 일반적으로 제어 밸브와 열교환기를 포함한다. 스플리터 (130) 는 순수 에틸렌 오버헤드 스트림 (132) 과 실질적으로 순수 에탄 바닥 스트림 (146) 을 생산한다. 에탄 바닥 스트림 (146) 은 스프리터 (130) 의 재끓임을 위하여 라인 (148, 149) 을 통하여 열교환기 (150a, 150b) 로 공급될 수 있다.
에틸렌 냉각 트레인 (134) 에는 디에타나이저 오버헤드 (108) 으로부터 라인 (124) 를 통한 에틸렌 증기 및 에티렌-에탄 스플리터 오버헤드 (132) 가 공급되며, 적어도 하나의 압축기 (138), 적어도 하나의 열교환 응축기 (140) 및 어큐뮬레이션 드럼 (136) 으로 구성된다. 스플리터 (130) 는 드럼 (136) 으로부터 라인 (144) 을 통하여 공급된 에틸렌 액체를 환류시키며, 과도한 에틸렌 액체는 라인 (152) 을 통하여 제품으로서 수집된다. 압축기 (138) 로부터의 에틸렌 증기는 일반적으로 스플리터 (130) 를 다시 끓이기 위하여 열 교환기 (150a) 에 열원으로서 사용되며, 라인 (142) 을 통하여 공급되고, 사용된다면 측면 재끓임기 (147) 로도 공급된다. 추가의 재끓임이 필요하다면, 열교환기 (150b) 를 통하여 제공될 수 있다.
도 3 에서 보이는 바와 같이, 전단 디프로파나이저 설계 전단 디프로파나이즈된 설계에서 종래의 디에타나이저를 사용하는 에탄 및 에틸렌의 분리용 종래 기술 구성은 올레핀 냉각 분리 설계에서 제 1 분류 타워 (건조 후) 가 디에타나지어 (107), 에틸렌-에탄 스플리터 (130) 및 에틸렌 냉각 압축기 트레인 (134) 을 포함하는 디프로파나이저인 것을 말한다. 에탄, 에틸렌, C3 물 및 중탄화수소를 포함하는 탄화수소 공급물 (102)은 에탄과 에틸렌으로 본질적으로 구성된 오버헤드 증기 스트림 및 C3 와 중화합물을 포함하는 바닥 스트림 (11) 을 얻기 위하여 디에타나이저 (107) 에 하나 이상의 라인 (104) 을 통하여 공급된다. 열이 디에타나이저 (107) 의 재끓임을 위하여 하나 이상의 열교환기 (114) 로 공급된다.
오버헤드 C2 스트림 (108) 은 응축기 (116) 으로 공급되며, 응축물은 환류 드럼 (118) 으로 공급된다. 디에타나이저 (107) 에 환류 드럼 (118) 으로부터 응축물이 환류되며, 라인 (119) 을 통하여 공급되고, 펌프 (120) 로 펌핑된다. 에틸렌/에탄 응축물은 에틸렌-에탄 스플리터 (130) 으로 라인 (123) 을 통하여 공급된다. 원한다면, 라인 (123) 은 스트림 (126) 에 필요에 따라 스플리터 공급물을 가열 혹은 증발시키기 위하여 열교환기 (128) 를 포함할 수 있다.
에틸렌-에탄 스플리터 (130) 는 에틸렌 오버헤드 증기 스트림 (132) 및 바닥 스트림 (146) 을 제조하며, 에틸렌 오버헤드 증기 스트림 (132) 은 에틸렌 냉각 압축기 트레인 (134) 의 압축기에 공급된다. 열교환기 (150a 및 150b) 는 스플리터 (130) 의 재끓임을 위해 사용된다. 에틸렌 압축기 (138) 으로부터의 압축된 에틸렌 증기는 응축기 (140) 에서 응축되며, 어큐뮬레이터 드럼 (136) 으로 공급된 다. 압축기 (138) 로부터의 에틸렌 증기의 일부는 스플리터 (130) 의 재끓임을 위하여 열교환기 (150) 에 라인 (142) 을 통하여 일반적으로 공급되며, 만일 측면 재끓임기 (150b) 가 사용된다면 측면 재끓임기 (150b) 의 열교환기로 공급된다. 추가의 재끓임은 하나 이상의 열교환기 (150b) 를 통하여 제공될 수 있다. 스플리터 (130) 는 라인 (144) 을 통하여 드럼 (136) 으로부터 에틸렌이 환류될 수 있다. 에틸렌은 펌프 (152) 에서 공급되는 라인 (151) 을 통하여 수집될 수 있다. 에탄은 라인 (146) 을 통하여 스플리터 (130) 바닥으로부터 수집될 수 있다.
도 4 는 전단 고 혹은 중 혹은 저압 디에타나이저 설계에서 탄화수소 공급물용으로 종래 기술의 에틸렌-에탄 분리 공정을 보이고 있다. 이 공정은 디에타나이저 (107), 아세티렌 전환 시스템 (158) 및 스플리터 (130) 를 포함한다. 하나 이상의 탄화수소 공급물 (102) 이 라인 (104) 을 통하여 디에타나이저 (107) 로 공급되며, 이는 중화합물을 포함하는 바닥 스트림 및 에탄, 에틸렌 아세틸렌을 주로 포함하는 오버헤드 증기 스트림 (108) 을 얻기 위함이다. 열 교환기 (114) 는 디에타나이저 (107) 을 재끓임하기 위하여 사용된다.
디에타나이저 오버헤드 스트림 (108) 은 응축기 (116) 에서 부분적으로 응축되며, 응출물은 환류 드럼 (118) 으로 공급된다. 디에타나이저 (107) 에 라인 (119) 및 펌프 (120) 를 통하여 환류 드럼 (118) 으로부터 공급되는 액체가 환류된다. 환류 드럼 (118) 로부터의 증기는 아세틸렌의 전환 및/또는 제거를 위하여 아세틸렌 전환 시스템 (158) 으로 라인 (156) 을 통하여 공급되며 그 후 드럼 (162) 로 공급된다. 드럼 (162) 는 라인 (164) 을 통하여 에틸렌-에탄 스플리터 (130) 으로 증기 에틸렌-에탄을 공급한다. 드럼 (162) 에서 수집된 액체는 제품으로서 뿜어내질 수 있으며, 펌프 (166) 를 사용하여 디에타나이저 (107) 로 돌아갈 수도 있다.
스플리터 (130) 는 주로 에탄으로 구성된 바닥 스트림 (146) 및 순수 에틸렌 오버헤드 증기 스트림 (132) 을 본질적으로 생산한다. 오버헤드 증기 (132) 는 응축기에서 응축되며, 드럼 (136) 에서 수집된다. 펌프 (145) 는 라인 (144) 을 통하여 드럼 (136) 으로부터 스플리터 (130) 로 환류하도록 응축된 에틸렌을 공급한다. 에틸렌 제품은 라인 (152) 을 통하여 배출된다. 스플리터 (130) 는 재끓임을 위하여 열교환기 (15) 를 포함하며, 라인 (172) 을 통하여 측면 재끓임기 (174) 를 포함할 수 있다.
또 다른 탄화수소 스트림으로부터 에틸렌, 에탄 및 C3+ 분리용 종래 기술 공정이 선단 디에타나이져 설계용으로 도 5 에 나타나 있다. 이 공정은 불순물 및 에틸레 전환 시스템에서 생산되는 원하지 않는 부산물 제거용 녹유를 포함한다. 이 공정은 디에타나이저 (107), 에틸렌/에탄 스플리터 (130) 및 청소탑 (175) 같은 녹유 제거 시스템을 포함한다. 하나 이상의 C3+, 에탄, 에틸렌 및 아세틸렌을 포함한 탄화수소 공급물 (102) 이 하나 이상의 관 (104) 을 통하여 디에타나이저 (107) 로 공급되며, 이는 에틸렌, 에탄, 아세틸렌을 포함하는 오버헤드 유출물 (108) 및 C3 와 중화합물을 포함하는 바닥 스트림 (110) 을 생산한다. 열교환기 (114) 는 디에타나이저 (107) 다시 끓이기 위해서 사용되며, 이는 또한 종래 기술에서 알려진 측면 재끓임기를 사용할 수 있다. C3 와 중화합물은 디프로파나이저 (도시되지 않음) 로 공급되거나 크래킹을 포함한 다른 장치로 보내질 수 있다.
오버헤드 유출물 (108) 은 환류 드럼 (118) 에서 상 분리된 C2 스트림을 부분적으로 응축시기는 응축기 (116) 로 공급된다. 액체 탄화수소는 라인 (119) 와 펌프 (120) 를 통하여 디에타나이저 (107) 로 환류되게 공급된다. 환류 드럼 (118) 로부터의 증기는 라인 (156) 을 통하여 아세틸렌 전환 시스템 (158) 로 및 라인 (160) 을 통하여 녹유 제거 청소탑 (175)으로 공급된다. 청소탑 오버헤드 (176) 는 에틸렌-에탄 스플리터 (130) 로 공급된다. 청소탑 바닥 스트림 (182) 은 펌프 (184) 를 통하여 디에타나이저 (107) 로 펌핑될 수 있다.
스플리터 (130) 는 순수에 가까운 에틸렌을 포함하는 오버헤드 스트림 (132) 및 주로 에탄으로 구성된 바닥 스트림 (146) 을 생산한다. 열교환기 (150) 는 스플리터 (130) 를 재가열하기 위하여 사용된다. 스플리터 (130) 로부터의 부 스트림이 라인 (178) 을 통하여 녹유 청소탑 (174) 을 환류하기 위해 공급되며, 펌프를 통하여 공급된다. 오버헤드 스트림 (132) 은 응축기 (140) 에서 응축되며, 어큐뮬레이션 드럼 (136) 으로 공급된다. 스플리터 (130) 에 라인 (144) 을 통하여 펌프 (145) 에 의해서 스플리터로 공급되는 드럼 (136) 으로부터의 액체 에틸렌이 환류된다. 에틸렌은 라인 (152) 을 통하여 수집될 수 있으며, 에탄은 라인 (146) 을 통하여 수집될 수 있다.
프로필렌-프로판 배열의 종래 기술이 도 6a 및 6b 에 나타나 있다. 이 배령은 하나 이상의 라인 (204) 를 통하여 프로필렌-프로판 스플리터 (206) 로 공급되는 프로판 및 프로필렌을 포함하는 하나 이상의 탄화수소 공급물 스트림을 포함한다. 스플리터 (206) 는 프로필렌으로 본질적으로 구성되는 오버헤드 스트림 (208) 과 프로판으로 본질적으로 구성되는 바닥 스트림 (210) 을 생산한다. 열교환기 (214) 는 스플리터를 재가열하기 위하여 사용된다. 주로 프로필렌을 포함하는 오버헤드 증기 스트림 (208) 은 냉각수 응축기인 응축기에 공급될 수 있으며, 응축기는 드럼 (218) 에서 수집을 위하여 프로필렌을 응축한다. 스플리터 (206) 는 라인 (222) 을 통하여 펌프 (220) 에 의해 공급되는 프로필렌이 환류되며, 잉여 프로필렌은 라인 (223) 을 통하여 수집된다. 프로필렌 냉각 압축기 트레인 (231) 은 일반적으로 별개의 장치이며, 하나 이상의 압축 시스템 (238), 하나 이상의 응축기로서의 교환기 (240), 어큐뮬레이션 드럼 (236) 및 냉매로서 프로필렌을 추가의 프로필렌 사용기 (243) 에 공급하기 위한 라인 (244) 을 포함한다. 라인 (232) 은 가열되고 팽창된 프로필렌을 압축기 (238) 로 재공급할 수 있다.
본 발명의 실시예를 자세히 설명하기 이전에, 실시예는 특정 실시예로 제한되는 것을 의미하는 것이 아니며, 다양한 방법으로 변형될 수 있다.
실시예는 탄화수소 목록, 필요한 장비 및 관련 비용을 절감하기 위한 올레핀 냉각 시스템을 올레핀 분류 칼럼에 통합하는 것이다. 이 공정과 장치는 분류 칼럼으로부터의 오버헤드 올레핀 유출물을 결합된 냉각 시스템에 바로 공급함으로써, 종래 분류 공정에 일반적으로 결합되어 있던 응축기, 환류 드럼, 에틸렌 펌프를 제거할 수 있다.
하나 이상의 알칸 화합물 및 하나 이상의 올레핀 화합물을 가진 경 탄화수소 스트림을 분리하기 위한 실시예 공정이 제공된다. 실시 공정은 오버헤드 올레핀 증기 스트림을 얻기 위해 분류 칼럼에 경탄화수소 스트림을 공급하는 단계, 다수의 올레핀 냉매 증기 스트림을 올레핀 냉각 압축기 트레인에 공급하는 단계로서 상기 다수의 스트림 중 하나는 상기 분류 칼럼으로부터의 상기 오버헤드 올레핀 증기 스트림을 포함하는 단계, 액체 올레핀 냉매를 얻기 위해 상기 올레핀 냉각 압축기 트레인으로부터의 올레핀 냉매를 냉각하고 응축하는 단계, 액체 올레핀 냉매의 제 1 부를 분류 칼럼으로 환류시키는 단계, 상기 올레핀 냉매 압축기 트레인에 공급하기 위해 하나 이상의 올레핀 냉매 증기 스트림을 형성하는 액체 올레핀 냉매의 제 2 부를 사용하는 단계, 및 올레핀 제품 스트림으로서 상기 액체 올레핀 냉매의 제 3 부를 회수하는 단계를 포함할 수 있다.
경탄화수소 스트림은 프로판 및 프로필렌을 포함할 수 있으며, 분류 칼럼은 프로판-프로필렌 스플리터일 수 있다. 경탄화수소는 에탄, 에틸렌 및 C3 물을 포함할 수 있으며, 분류 칼럼은 디에타나이저 칼럼으로 환류하는 액체 올레핀 냉매의 제 1 부 및 에틸렌-에탄 스플리터로 환류하는 다른 부을 가진 향상된 디에타나이저를 포함할 수 있다. 이 공정은 에틸렌 냉각 압축기 트레인으로부터의 에틸렌을 갖는 에틸렌-에탄 스플리터을 열펌핑할 수 있다. 이 공정은 냉각을 위한 추가의 냉매 소비기로 상기 올레핀 냉매의 일부를 공급하는 단계, 및 상기 추가의 냉매 소비기로부터 상기 올레핀 냉매 압축기 트레인으로 올레핀 냉매 증기를 복귀시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
올레핀을 포함하는 경탄화수소 스트림을 디에타나이징하는 공정은 에틸렌, 에탄 및 C3물을 포함하는 하나 이상의 경탄화수소 스트림을 디에타나이저에 공급하는 단계, 상기 디에타나이저로부터 에틸렌-에탄 스플리터로 에틸렌과 에탄의 부 스트림을 공급하는 단계, 에틸렌 액체를 형성하도록 에틸렌 증기를 상기 디에타나이저로부터 에틸렌 냉각 압축기 트레인으로 공급하는 단계, 상기 냉각 트레인으로부터 상기 에틸렌 액체의 일부를 상기 디에타나이저 및 스플리터로 환류시키는 단계, 상기 냉각 트레인으로부터 에틸렌 액체의 일부를 회수 및 배출하는 단계, 상기 스플리터로부터 에탄 액체를 회수하는 단계 및 디에타나이징된 바닥으로부터 C3+ 를 회수하는 단계를 포함할 수 있다.
이 공정은 에틸렌 냉각 압축기 트레인으로부터의 에틸렌을 갖는 상기 에틸렌-에탄 스플리터를 열 펌핑하는 단계를 포함할 수 있다. 이 공정은 상기 에틸렌 냉각 압축기 트레인으로부터 추가의 냉매 소비기로 에틸렌 액체의 일부를 공급하는 단계를 포함할 수 있다. 이 공정은 상기 추가의 냉매 소비기로부터 상기 에틸렌 냉각 압축기 트레인으로 에틸렌 증기를 복귀시키는 단계를 포함할 수 있다.
올레핀을 포함하는 경탄화수소를 디에타나이징하는 실시 장치는 디에타나이저에 에탄 및 에틸렌을 포함하는 탄화수소 스트림을 공급하는 라인, 상기 디에타나이저로부터 에틸렌-에탄 스플리터로 에틸렌-에탄 사이드 드로우를 공급하는 라인, 상기 디에타나이저 및 스플리터로부터 에틸렌 냉각 압축기 트레인으로 에틸렌 증기를 공급하기 위한 라인들, 상기 냉각 압축기 트레인으로부터 액체 에틸렌이 상기 디에타나이저 및 스플리터로 환류하는 라인들, 액체 에탄을 상기 스플리터로부터 수집하기 위한 제 1 제품 라인 및 상기 에틸렌 냉각 압축기 트레인으로부터 액체 에틸렌을 수집하기 위한 제 2 제품 라인을 포함할 수 있다.
이 장치는 에틸렌 냉각 압축기 트레인으로부터의 에틸렌을 갖는 상기 스플리터를 열 펌핑하기 위한 라인을 추가로 포함할 수 있다. 이 장치는 다수의 냉각 소비기로 에틸렌 액체를 공급하고, 상기 냉각 소비기로부터 상기 에틸렌 냉각 압축기 트레인으로 에틸렌 증기를 복귀시키는 라인을 포함할 수 있다.
하나 이상의 알칸 화합물과 하나 이상의 올레핀 화합물을 포함하는 경탄화수소 스트림을 분리하는 실시 장치는 오버헤드 올레핀 증기 스트림을 얻기 위해 분류 칼럼에 경탄화수소 스트림을 공급하는 수단, 올레핀 냉각 압축기 트레인에 다수의 올레핀 냉매 증기 스트림을 공급하는 수단으로서 상기 다수의 스트림 중 하나는 상기 분류 칼럼으로부터의 오버헤드 올레핀 증기 스트림을 포함하는 수단, 액체 올레핀 냉매를 얻기 위하여 올레핀 냉각 압축기 트레인으로부터 올레핀 냉매를 냉각 및응축하는 수단, 올레핀 냉매 압축기 트레인에 공급을 위해 하나 이상의 올레핀 냉매 증기 스트림을 형성하도록 액체 올레핀 냉매의 제 2 부를 사용하며, 액체 올레핀 냉매의 제 1 부를 상기 분류 칼럼으로 환류시키는 수단, 및 올레핀 제품 스트림으로서 액체 올레핀 냉매의 제 3 부를 회수하는 수단을 포함할 수 있다.
오버헤드 응축기, 환류 드럼 혹은 환류 펌프가 없는 디에타나이저를 작동하기 위해 향상된 디에타나이저를 개선하는 실시 방법은 오버헤드 에틸렌 증기 스트림을 얻기 위하여 에탄 및 에틸렌을 포함한 탄화수소 공급물 스트림을 받는 향상된 디에타나지어, 에틸렌 증기 스트림용 오버헤드 응축기, 상기 디에타나이저로부터 에틸렌 오버헤드 증기와 에탄 바닥 스트림을 얻기 위해 사이드 드로우 (side draw) 가 공급되는 에틸렌-에탄 스플리터 및 에틸렌 냉각 압축기 트레인을 제공하는 단계로서 상기 압축기 트레인에는 상기 스플리터로부터 에틸렌 오버헤드 증기 스트림이 공급되는 단계, 상기 디에타나이저로부터 상기 에틸렌 냉각 압축기 트레인으로 상기 오버헤드 에틸렌 증기 스트림을 공급하고, 상기 오버헤드 응축기를 우회하는 라인을 설치하는 단계, 및 상기 디에타나이저로 환류하기 위해 액체 에틸렌을 공급하는 상기 냉각 압축기 트레인으로부터의 라인을 설치하는 단계를 포함할 수 있다.
크래킹 노 유출물로부터 올레핀을 회수하는 공정에서, 적어도 에탄, 에틸렌, 프로판, 및 프로필렌의 정화된 스트림을 얻기 위해 디메타나이저, 디에타나이저, 디프로파나이저, 디부타나이저, 에틸렌-에탄 스플리터, 및 프로판-프로필렌 스플리터에서 분류 및 상기 유출물의 압축을 포함하는 실시 개선 방법이 본명세서에 제공 된다. 이 개선 방법은 에틸렌 및 에탄을 포함하는 하나 이상의 경탄화수소 스트림을 디에타나이저로 공급하는 단계, 상기 디에타나이저로부터 상기 에틸렌-에탄 스플리터로 에틸렌 및 에탄의 부 스트림을 공급하는 단계, 에틸렌 액체를 형성하도록 상기 디에타나이저 및 상기 스플리터로부터 에틸렌 냉각 압축기 트레인으로 에틸렌 증기를 공급하는 단계 및 상기 냉각 압축기 트레인으로부터 에틸렌 액체의 일부를 디에타나이저 및 스플리터로 환류시키는 단계를 포함할 수 있다.
크래킹 노 유출물로부터 올레핀을 회수하는 공정에서, 적어도 에탄, 에틸렌, 프로판, 및 프로필렌의 정화된 스트림을 얻기 위해 디메타나이저, 디에타나이저, 디프로파나이저, 디부타나이저, 에틸렌-에탄 스플리터, 및 프로판-프로필렌 스플리터에서 분류 및 상기 유출물의 압축을 포함하는 실시 개선 방법이 본명세서에 제공된다. 이 개선 방법은 에틸렌-에탄 오버헤드 증기 스트림을 얻도록 에틸렌 및 에탄을 포함하는 하나 이상의 경탄화수소 스트림을 디에타나이저로 공급하는 단계, 상기 디에타나이저로부터 에틸렌-에탄 스플리터로 오버헤드 에틸렌 증기 스트림을 얻기 위해 오버헤드 증기 스트림을 공급하는 단계, 에틸렌 액체를 얻기 위해 상기 스플리터로부터 에틸렌 냉각 압축기 트레인으로 상기 에틸렌 증기 스트림을 공급하는 단계, 상기 에틸렌-에탄 스플리터로 에틸렌 액체를 환류시키는 단계, 상기 스플리터로부터의 액체 사이드 드로우를 상기 디에타나이저로 환류시키는 단계 및 에틸렌 냉매의 일부를 회수 및 배출하는 단계를 포함할 수 있다.
이 개선 방법은 상기 에틸렌 냉각 압축기 트레인으로부터의 에틸렌을 갖는 상기 에틸렌-에탄 스플리터를 열 펌핑하는 단계를 포함할 수 있다. 이 개선 방법은 냉각용 추가의 냉각 소비기에 에틸렌 액체의 일부를 공급하는 단계 및 상기 추가의 냉각 소비기로부터 상기 에틸렌 냉각 압축기 트레인으로 에틸렌 증기를 복귀시키는 단계를 포함할 수 있다.
이 개선 방법 및 공정은 전단 고압 디메타나이저 설계를 포함할 수 있으며, 상기 오버헤드 에탄-에틸렌 증기 스트림은 상기 디에타나이저로부터 아세틸렌 전환기로 직접 공급되며, 상기 스플리터로부터의 상기 액체 사이드 드로우는 상기 디에타나이저로 직접 펌핑될 수 있다.
이 개선 방법 및 공정은 전단 고압 디메타나이저 설계를 포함할 수 있으며, 상기 오버헤드 증기 스트림은 상기 디에타나이저로부터 아세틸렌 전환 시스템으로 액체 어큐륨레이터 드럼을 통하여 직접 공급되며, 그 후 에틸렌-에탄 스플리터로 공급되며, 상기 스플리터로부터의 상기 액체 사이드 드로우는 어큐뮬레이터로 펌핑되며, 그 후 상기 어큐뮬레이터로부터 상기 디에타나이저로 펌핑될 수 있다. 이 개선 방법 및 공정은 전단 정상 디메타나이저 설계를 포함할 수 있으며, 상기 오버헤드 증기 스트림은 상기 디에타나이저로부터 아세틸렌 전환기로 상기 스플리터 사이드 드로우의 일부와 연결된 녹유 청소탑을 통하여 직접 공급되며, 그 후 에틸렌-에탄 스플리터로 공급되며, 상기 스플리터로 사이드 드로우는 녹유 청소탑으로부터 상기 디에타나이저로 펌핑될 수 있다. 스플리터 사이드 드로우의 부 스트림은 상기 녹유 청소탑으로 펌핑되며, 그 후 상기 녹유 청소탑으로부터 상기 디에타나이저로 펌핑될 수 있다.
일반적으로 실시 공정은 탄화수소 공급물 스트림으로부터 알칸 및 올레핀의 회수를 위해 제공된다. 분류 칼럼으로부터의 올레핀 증기는 올레핀 냉각 시스템으로 직접 공급될 수 있어서, 분류 칼럼과 일반적으로 결합된 응축기, 환류 드럼 및 펌프가 필요 없다. 올레핀 회수 공정은 에틸렌과 프로필렌 플렌트에서 사용되는 것이 효과적일 수 있다.
다양한 분류 방법 및 장치가 노 유출물을 그 화합물로 분리하는데 사용될 수 있으며, 디메타나이저, 디에타나이저, 에틸렌-에탄 분리기 (이하, C2 스플리터), 디프로파나이저, 프로판-프로필렌 분리기 (C3 스플리터) 등을 포함하나 이에 제한되지는 않는다. 메탄 분리는 디메타나이저에서 수행되는 것이 바람직하나, 용제 흡수/재생성 장치 혹은 탄화수소 스트림으로부터 메탄 및 경화합물을 분리할 수 있는 어떤 다른 공정에서 수행될 수도 있다.
다양한 탄화수소 분류의 분리에서, 냉각은 공정을 용이하게 하기 위해서 일반적으로 사용된다. 일반적인 냉각 시스템은 다양한 냉각 공정을 위해서 올레핀 냉매의 여러개 수준 (즉, 점진적으로 감소하는 온도의 스트림) 을 포함한다. 따라서, 냉각 유닛은 일반적으로 공급되는 공급량에 따라 복수 개의 열교환기, 냉각기, 압축기 및 프래쉬 드럼을 포함한다.
노 혹은 크래킹 공정에서 탄화수소 유출물은 일반적으로 예를 들면, 에틸렌, 프로필렌, 부타디엔, 및 알칸, 예를 들면, 메탄, 에탄, 프로판 및 부탄같은 올레핀을 포함할 수 있다. 유출물은 또한 중탄화수소 뿐만 아니라 수소, 이산화탄소 및 일산화탄소 같은 경탄화수소도 포함할 수 있다. 원 유출물 스트림의 조성은 원료 종류, 스트림 내용물, 전환율, 노 혹은 촉매 크래커 온도, 압력, 거류 시간 및 정확도와 같은 요인에 따라 달라질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
도면을 참고로 하면, 도 1 은 올레핀 냉각 유닛이 알칸/올레핀 분리 공정에 통합된 실시예의 개략도이다. 경탄화수소 스트림 (10) 이 라인 (12) 을 통하여 분류 공정 (14) 으로 공급된다. 이 실시예의 목적을 위하여, 경탄화수소 스트림은 C5 및 이보다 가벼운 탄화수소를 포함하는 스트림으로 정의한다. 분류 공정 (14) 은 공급물질에 따라 디에타나이저, 디프로파나이저, 에틸렌-에탄 스플리터, 프로판-프로필렌 스플리터 등등을 포함할 수 있다. 분류 공정 (14) 는 오버헤드 올레핀 증기 스트림 (20) 을 포함한 다수의 오버헤드 스트림과 다수의 액체 바닥 스트림 (21) 으로 탄화수소를 분리할 수 있다. 오버헤드 올레핀 증기 스트림 (20) 은 올레핀 냉각 시스템 (22) 에 공급될 수 있다.
압력과 온도에 따라서, 올레핀 증기 스트림 (20) 은 라인 (23) 을 통해서 압축기 (24) 안의 단으로 공급되거나 어큐뮬레이터 드럼 (28) 에 공급될 수 있는 액체 올레핀 스트림을 제공하도록 냉각기/응축기 (26) 에 공급될 수 있다. 액체 올레핀의 일부는 라인 (30) 을 통하여 대체 냉매 소비기 (34) 용 냉각기로서 제공되거나, 분류 공정 (14) 에서 칼럼에 라인 (32) 을 통하여 공급되는 올레핀 액체의 일부가 환류될 수 있다. 올레핀 제품 (38) 은 라인 (36) 을 통해서 수집될 수 있다. 냉매 소비기에 의해서 기화된 올레핀 냉매 액체는 싸이클을 완성하게 냉각 트레인 (22) 의 압축기 (24) 로 복귀된다. 냉매 소비기 (34) 는 분류 칼럼 환류용 냉매, 혹은 공정 스트림 혹은 유닛 작동의 가열 혹은 냉각용 냉매로서 사용 할 수 있다. 올레핀 냉각 시스템 (22) 는 필요하고 원한다면 복수의 응축기 및 압축기를 포함할 수 있으며, 이는 잘 알려져 있다.
분류 칼럼 (예를 들면, 디에타나이저 혹은 디프로파나이저) 은 다수의 수직 공간 트레이, 하나 이상의 포장된 베드, 혹은 트레이와 베드의 조합을 포함한다. 증류 칼럼은 두 섹션으로 구성될 수 있다. 바닥 섹션은 칼럼 위로 가는 박탈 증기 (stripping vapor) 를 제공하도록 칼럼 아래로 흐르는 액체의 일부를 가열 증발시키는 재끓임기를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 에탄 및 에틸렌을 포함하는 공급물의 분리를 위해서, 분류 칼럼은 향상된 디에타나이저일 수 있다. 앞에서 말한 바와 같이, 향상된 디에타나이저는 에탄을 포함하는 바닥 스트림, 에틸렌-에탄 부 스트림 (112) 및 오버헤드 에틸렌 유출물로 나눠지는 디에타나이저를 말한다. 또한, 혼합 부 스트림은 에탄 및 에틸렌을 회수하기 위하여 C2 스플리터에서 추가 분류될 수 있으며, 스플리터로부터의 액체 사이드 드로우는 디에타나이저를 환류하게 복귀될 수 있다.
도 7 은 도 2 에 대응하는 에틸렌 회수 공정에 에틸렌 냉각 유닛이 통합되고, 디에타나이저 오버헤드가 냉각 트레인으로 바로 공급되며, 디에타나이저에 냉각 유닛으로부터의 에틸렌 액체가 환류되는 일 실시예의 개략도이다. 예시한 바와 같이, 이 공정은 향상된 디에타나이저 (106), 에틸렌 냉각 압축 트레인 (134) 및 에틸렌-에탄 스플리터 (130) 을 포함할 수 있다. 에틸렌 및 에탄을 포함할 수 있는 탄화수소 공급물 (102) 은 라인 (104) 을 통하여 디에타나이저 (106) 으로 공급될 수 있다. 디에타나이저 (106) 는 탄화수소 공급물을 분리할 수 있으며, 에틸렌 풍부 오버헤드 증기 (108), 혼합 에틸렌-에탄 부 스트림 (112) 및 C3 와 중화합물을 포함하는 바닥 스트림 (11) 을 생성한다. 바닥 스트림 (110) 은 원한다면 라인 (113) 을 통하여 재끓임용 열교환기 (114) 에 공급될 수 있다.
오버헤드 (108) 는 에틸렌 냉각 압축기 트레인 (134) 에 공급될 수 있으며, 이로 인해 도 2의 종래 공정에서 예시된 응축기 (116) 및 환류 드럼 (118) 이 필요가 없게 된다. 에틸렌 냉각 압축기 트레인 (134) 은 적어도 하나의 압축기 (138), 적어도 하나의 열교환 응축기 (140), 및 어큐뮬레이션 드럼 (136) 을 포함한다. 디에타나이저 (106) 에 라인 (153) 을 통하여 드럼 (136) 으로부터 공급되는 에틸렌 액체가 환류될 수 있으며, 펌프 (151) 에 의해 펌핑될 수 있다. 에틸렌-에탄 스플리터 (130) 에 라인 (144) 를 통하여 공급되는 드럼 (136) 으로부터의 액체 에틸렌이 환류될 수 있다.
에틸렌-에탄 스플리터 (130) 에 디에타나이저 (106)으로부터의 혼합 에틸렌-에탄 부 스트림 (112) 가 공급될 수 있다. 라인 (112) 는 제어 밸브와 스플릿 스트림 (126) 및 필요하면 혼합 스트림을 가열하기 위하여 열 교환기 (128) 포함한다. 스플리터 (130) 는 실질적으로 순수 에틸렌 오버헤드 스트림 (132) 및 실질적으로 순수 에탄 바닥 스트림 (146) 을 생산한다. 에탄 바닥 스트림 (146) 은 스플리터 (130) 를 다시 끓이기 위해서 열 교환기 (150a, 150b) 로 라인 (148, 149) 을 통하여 공급될 수 있다.
에틸렌 냉각 트레인 (134) 에 디에타나이저 오버헤드 라인 (108) 으로부터의 에틸렌 증기와 에틸렌-에탄 스플리터 오버헤드 (132) 가 공급될 수 있다. 에틸 렌 액체는 라인 (152) 를 통하여 제품으로서 드럼 (136) 으로부터 수집될 수 있다. 원한다면, 압축기 (138) 으로부터 에틸렌 증기가 스플리터 바닥 (146) 을 다시 끓이기 위한 열 교환기 (150a) 용 열원으로서 공급될 수 있으며, 선택적으로는 부재끓임기 (147) 용 열원으로서 공급될 수 있다. 추가 재끓임은 필요하다면 열 교환기 (150b) 에 의해 제공될 수 있다. 원한다면, 냉각 압축기 트레인 (134) 으로부터의 에틸렌 액체의 일부는 냉각원으로서 사용을 위하여 추가 냉각 소비기로 보내질 수 있다. 추가의 냉각 소비기는 냉각 사이클을 완성하기 위하여 냉각 압축기 트레인 (134) 에 에틸렌 증기를 보낸다.
대용량의 에틸렌을 취급하기 위해서, 본 발명은 디에타나이저 (106) 이 응축기 (116) 과 환류 드럼 (118) 을 포함하는 도 2의 분류 공정의 종래 기술에 제공된 어큐뮬레이션 드럼보다 더 큰 냉각 시스템 (134) 어큐뮬레이션 드럼 (136) 을 사용할 수 있다. 이 공정용 전체 탄화수소 목록은 응축기 (116) 과 환류 드럼 (118) 을 제거함으로서 감소될 수 있다.
도 7 의 실시 공정은 존재하는 향상된 디에타나이저에 개선된 방법을 적용할 수 있게 한다. 선택적으로 현존 장비를 유지를 위하여, 오버헤드 라인 (108) 이 디에타나이저 (116) 및 환류 드럼 (118) 이 필요한 경우 사용될 수 있게 하는 밸브 (도시되지 않음) 을 가진 냉각 압축기 트레인 (134) 에 직접 연결되게 통상적으로 사용될 수 있다. 냉각 압축기 트레인 (134) 으로부터 디에타나이저 (106) 에 직접 에틸렌을 공급하는 제 2 라인 (153) 이 디에타나이저 (106) 를 환류하도록 설치될 수 있다.
디메타나이저 (및 디메타나이즈된 프리스트리퍼 (prestripper)) 가 디메터나이저 (106) 으로부터 상류로 사용될 수 있으며, 일반적으로 메탄, 이산화탄소 및 수소를 제거하게 된다. 디메타나이저는 오버헤드 유출물 스트림으로서 회수되는 메탄 및 경혼합물 본질적으로 없는 바닥 생성물을 생성할 수 있는 반면에, C2 및 중혼합물은 바닥 제품으로서 회수된다.
도 8 은 도 3 에 대응하는 에틸렌 회수 공정에 에틸렌 냉각 유닛이 통합되고, 디에타나이저 오버헤드가 에틸렌/에탄 스플리터로 바로 공급되며, 디에타나이저에 스플리터로부터의 부 스트림이 환류되는 일 실시예의 개략도이다. 이 공정은 디에타나이저 (107), 에틸렌-에탄 스플리터 (130) 및 에틸렌 냉각 압축기 트레인 (134) 를 포함할 수 있다. 경탄화수소 공급물 (102) 는 라인 (104) 를 통하여 디에타나이저 (107) 로 공급되며, C3 및 중혼합물을 포함하는 바닥 스트림 (11), 에탄 및 에틸렌을 포함하는 오버헤드 증기 스트림 (108) 을 얻는다. 바닥 스트림 (110) 은 디에타나이저 (107) 를 재가열하기 위하여 라인 (113) 을 통하여 열 교환기 (114) 에 공급된다. 도 8 에 도시된 공정은 탄화수소 스트림 (102, 104) 이 전단 디프로파나이저 및 전단 아세틸렌 전환기를 사용하는 공정에서 에틸렌을 포함하지 않을 때 적용 가능하다.
오버헤드 스트림 (108) 은 에틸렌 증기 오버헤드 스트림 (132) 및 에탄 액체 바닥 스트림 (146) 을 생성하기 위하여 에틸렌-에탄 스플리터 (130) 에 공급될 수 있다. 에틸렌 오버헤드 스트림 (132) 는 에틸렌 냉각 압축기 트레인 (134) 압축기 (138) 에서 압축되고, 응축기 (140) 에서 냉각되고, 어큐뮬레이트 드럼 (136) 에서 수집될 수 있다. 만일 원하다면, 압축기로부터의 에틸렌 증기의 일부는 스플리터 (130) 를 재가열하기 위하여 열 교환기 (150a) 에 라인 (142) 을 통하여 공급될 수 있으며, 선택적으로 부 재끓임기 (147) 에 공급될 수 있다. 추가의 재끓임은 열 교환기 (150b) 을 통하여 공급될 수 있다. 혼합 에틸레/에탄 부 스트림 (155) 은 스플리터 (130) 로부터 디에타나이저 (106) 를 환류하여 공급될 수 있다. 스플리터 (130) 에 어큐뮬레이션 드럼 (136) 으로부터 에틸렌 액체가 환류할 수 있다. 에틸렌 액체는 펌프 (151) 와 라인 (52) 를 통하여 드럼 (136) 으로부터 수집될 수 있다. 에탄은 라인 (146) 을 통하여 스플리터 (130) 으로부터 수집될 수 있다.
도 3과 같은 종래기술 공정에서 사용되던 디에타나이저 응축기 (116) 와 환류 드럼 (118) 을 제거함으로써, 에틸렌 냉각 압축기 트레인 응축기 (140) 는 증가된 에틸렌 양을 수용하기 위하여 커질 필요가 있을 수도 있다.
도 9 는 도 4 에 대응하는 에틸렌 회수 공정에서 아세틸렌 전환 시스템에 디에타나이저 오버헤드가 바로 공급되며, 디에타나이저 응축기 및 환류 드럼이 제거된 일 실시예의 개략도이다. 실시 공정은 전단 디메타나이저 설계에서 탄화수소의 공급물의 에틸렌/에탄 분리용 방법을 제공할 수 있다. 이 공정은 디에타나이저 (104), 아세틸렌 전환기 (158) 및 에틸렌/에탄 스플리터 (130) 를 포함할 수 있다. 탄화수소 공급물 (102) 은 아세틸레, 에틸렌 및 에탄을 포함하는 오버헤드 증기 스트림 및 C3 및 중화합물을 포함하는 바닥 스트림 (110) 을 얻기 위하여 라인 (104) 을 통하여 디에타나이저 (107) 에 공급될 수 있다. 디에타나 이저 (107) 는 라인 (113) 을 통하여 열교환기 (114) 에 바닥 스트림 (110) 의 일부를 공급함으로써 재가열될 수 있다.
디에타나이저 오버헤드 증기 스트림 (108) 은 아세틸렌을 제거하기 위하여 아세틸렌 전환 시스템 (158) 에 공급될 수 있다. 이 전환 시스템 (158) 유출물은 응축기 (161) 를 포함할 수도 있는 라인 (160) 을 통하여 배출되며, 드럼 (162) 로 공급된다. 응축기 (161) 은 시동시 빛나는 것을 방지하는데 사용될수 있으나 정상 상태 작동에서는 사용되지 않는 것이 바람직하다. 드럼 (162) 으로부터의 액체는 디에타나이저 (107) 에 환류하며, 펌프 (166) 및 라인 (170) 을 통하여 공급될 수 있다.
에틸렌/에탄 스플리터 (130) 는 주로 에틸렌을 포함하는 오버헤드 증기 스트림 (132) 및 주로 에탄을 포함하는 바닥 스트림 (146) 을 생성할 수 있다. 오버헤드 증기 (132) 는 응축기 (140) 에서 응축되고 어큐뮬레이션 드럼 (136) 에 공급될 수 있다. 펌프 (145) 는 스플리터 (130) 를 환류하기 위하여 라인 (144) 을 통하여 응축 에틸렌을 공급하거나 배출을 위하여 라인 (152) 를 통하여 응축된 에틸렌을 공급할 수 있다. 스플리터 (130) 는 부 재가열을 위하여 라인 (172) 로부터 공급되는 열 교환기 (174) 를 포함할 수 있으며, 재가열을 위하여 라인 (148) 을 통하여 바닥 스트림 (146) 의 일부가 공급되는 열교환기 (150) 를 포함할 수 있다. 스플리터 (130) 로부터의 사이드 드로우 (190) 는 펌프 (192) 에 의하여 드럼 (162) 으로 공급될 수 있다.
종래 기술의 설계로부터 환류 드럼 (118) 및 디에타나이저 응축기 (16) 의 제거로 인하여, 응축기 (140) 및 부 재끓임기 (174) 의 크기가 추가의 에틸렌 및 에탄 용량을 수용하기 위하여 크기 면에서 증가할 수도 있다.
도 10 은 도 5 에 따른 에틸렌 회수 공정에서 디에타나이저 응축기 및 환류 드럼이 제거되고, 아세티렌 전환 시스템 및 녹유 청소탑에 디에타나이저 오버헤드가 바로 공급되며, 녹유 청소탑 (및 디에타나이저) 에 스플리터로부터의 부 스트림의 일부가 공급되는 일 실시예의 개략도이다. 이 실시 공정은 디에타나이저 (107), 아세틸렌 전환 시스템 (158), 녹유 청소탑 (175) 및 에틸렌/에탄 스플리터 (130) 을 포함할 수 있다. 아세틸렌, 에틸렌 및 에탄을 포함하는 탄화수소 공급물은 라인 (104) 를 통하여 디에타나이저 (107) 로 공급될 수 있으며, 아세틸렌, 에틸렌, 및 에탄을 포함하는 오버헤드 유출물 (108) 및 C3 와 중화합물을 포함하는 바닥 스트림 (110) 을 생성한다. 바닥 스트림 (110) 은 라인 (113) 을 통항여 디에타나이저 (107) 의 재가열을 위하여 열 교환기 (114) 로 공급될 수 있다. C3 및 중혼합물을 포함하는 바닥 스트림은 디프로파나이저로 공급되거나 노출될 수 있다.
디에타나이저 오버헤드 증기 (108) 은 아세틸렌 전환 시스템에 공급될 수 있어, 오버헤드 유출물의 아세틸렌 농도를 감소시키며, 빛나는 것을 감소시키기 위하여 시동시에 사용되루 있는 응축기 (161) 에 라인 (160) 을 통하여 공급될 수 있다. 응축기 (161) 는 본발명의 이 실시예에서는 제거된 종래 기술의 오버헤드 응축기 (116) 와 비교하여 상대적으로 작다. 유출물은 녹유 청소탑 (175) 으로 공급될 수 있으며, 에틸렌/에탄 스플리터 (130) 에 라인 (176) 을 통하여 공급되는 오버헤드 증기를 생성한다. 청소탑 바닥은 라인 (182) 및 펌프 (184) 를 통하여 디에타나이저 (106) 로 공급된다.
스플리터 (130) 는 주로 에틸렌을 포함하는 오버헤드 유출물 (132) 을 생성하며, 에틸렌은 응축기 (140) 및 어큐뮬레이션 드럼 (136) 으로 공급될 수 있다. 스플리터 (130) 는 에탄을 주로 포함하는 바닥 스트림 (146) 을 생성할 수 있으며, 에탄은 스플리터 (130) 를 재가열하기 위하여 라인 (148) 을 통하여 열교환기 (150) 로 공급될 수 있다. 스플리터 (130) 로 라인 (144) 을 통하여 공급되는 (필요하다면 후에 냉각됨) 어큐뮬레이션 드럼 (136) 으로부터의 에틸렌 액체가 환류될 수 있다. 액체 에틸렌은 라인 (152) 을 통하여 생성물로서 수집될 수 있으며, 액체 에탄은 라인 (146) 을 통하여 제품으로서 수집될 수 있다. 스플리터 (130) 는 라인 (172) 와 교환기 (174) 를 포함하는 부재끓임기를 포함할 수 있다. 스플리터 (130) 는 녹유 청소탑 (175) 을 환류하기 위하여 사이드 드로우 (178) 을 공급할 수 있다. 사이드 드로우 (178) 의 일부는 디에타나이저 (107) 를 라인 (183) 을 통하여 환류하기 위하여 직접 공급될 수 있다.
에틸렌의 추가량을 수용하기 위하여, 스플리터 응축기 (140) 및 스플리터 부재끓임기 (174) 는 크기면에서 증대될 수 있다. 비슷하게, 녹유 청소탑 펌프 (180 및 184) 는 도 4 의 종래 공정에서의 환류 펌프 (120) 의 제거를 보상하기 위하여 크기면에서 증대될 수 있다.
도 11 은 도 6a 및 도 6b 에 다른 프로필렌 회수 공정에서 프로필렌 냉각 장치에 프로판/프로필렌 스플리터가 통합되고, 스플리터 오버헤드가 냉각 유닛으로 바로 공급되며, 스플리터로 냉각 유닛으로부터의 뜨거운 프로필렌이 환류되는 일 실시예의 개략도이다. 이 실시 공정은 C3 분류 칼럼 (206) 과 폴리프로필렌 냉각 압축기 트레인 (231) 을 포함할 수 있다.
프로판 및 프로필렌을 포함하는 탄화수소 공급물은 라인 (204) 을 통하여 프로필렌-프로판 스플리터 (206) 로 공급되며, 프로필렌-프로판 스플리터는 주로 프로필렌을 포함하는 오버헤드 스트림 (208) 과 주로 프로판을 포함하는 바닥 스트림 (210) 을 생성할 수 있다. 프로필렌 오버헤드 증기 (208) 는 프로필렌-프로판 스플리터 (206) 로부터 냉각 트레인 (231) 로 공급될 수 있다. 압력과 온도에 따라서, 프로필렌 증기 스트림 (208) 은 라인 (239) 을 통하여 압축기 (238) 에 단계로 공급될 수도 있다. 오버헤드 증기 (208) 는 응축기 (240) 에서 응축되고 드럼 (236) 으로 공급될 수 있다. 드럼 (236) 은 라인 (244) 을 통하여 결합된 냉매 소비기 (243) 에 액체 프로필렌 냉매를 공급할 수 있다. 결합된 프로필렌 소비기 (243) 는 라인 (232) 을 통항여 냉매 트레인의 압축기 (238) 로 프로필렌 냉매를 공급한다. 스플리터 (206) 로 라인 (246) 과 펌프 (248) 를 통하여 공급되는 어큐뮬레이터 드럼 (236) 으로부터의 프로필렌이 환류될 수 있다. 프로필렌 제품은 라인 (250) 을 통하여 라인 (246) 으로부터 수집될 수 있다. 프로필렌 회수 공정에 프로필렌 냉매 트레인 (231) 의 통합은 도 5 의 종래 기술 공정의 스플리터 응축기 (216) 와 환류 드럼 (218) 이 필요없게 한다. 냉각 시스템 (231) 에 프로필렌의 증가된 양을 수용하기 위하여, 냉각 응축기 (240) 는 용량 면에서 증대될 수 있다.
이 실싱예는 실시예임을 강조하기 위하여 기술된 것이며, 본원발명의 범위는 여기에 특정된 발명과 다르게 활용될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
상세한 설명은 하기의 첨부된 도면을 참조하여 더 잘 이해될 수 있을 것이다.
도 1 은 올레핀 냉각 유닛이 알칸/올레핀 분리 공정에 통합된 실시예의 개략도이다.
도 2 는 향상된 디에타나이저, 에틸렌/에탄 스플리터 및 에틸렌 냉각 유닛이 특징인 종래의 에틸렌/에탄 분리 유닛의 개략도이다.
도 3 은 종래의 디에타나이저, 에틸렌/에탄 스플리터 및 에틸렌 냉각 유닛이 특징이 종래의 에틸렌/에탄 분리 유닛의 개략도이다.
도 4 는 디에타나이저, 아세틸렌 전환 시스템 및 에틸렌/에탄 스플리터가 특징이 종래의 에틸렌/에탄 분리 유닛의 개략도이다.
도 5 는 디에타나이저, 아세틸렌 전환 시스템, 녹유 청소탑 및 에틸렌/에탄 스플리터가 특징이 종래의 에틸렌/에탄 분리 유닛의 개략도이다.
도 6a 및 6b 는 C3 스플리터 및 별도의 프로필렌 냉각 유닛을 특징으로 하는 종래의 프로판/프로필렌 분리 유닛의 개략도이다.
도 7 은 도 2 에 대응하는 에틸렌 회수 공정에 에틸렌 냉각 유닛이 통합되고, 디에타나이저 오버헤드가 냉각 트레인으로 바로 공급되며, 디에타나이저에 냉각 유닛으로부터의 에틸렌 액체가 환류되는 일 실시예의 개략도이다.
도 8 은 도 3 에 대응하는 에틸렌 회수 공정에 에틸렌 냉각 유닛이 통합되고, 디에타나이저 오버헤드가 에틸렌/에탄 스플리터로 바로 공급되며, 디에타나이 저에 스플리터로부터의 부 스트림이 환류되는 일 실시예의 개략도이다.
도 9 는 도 4에 대응하는 에틸렌 회수 공정에서 아세티렌 전환 시스템에 디에타나이저 오버헤드가 바로 공급되며, 디에타나이저 응축기 및 환류 드럼이 제거된 일 실시예의 개략도이다.
도 10 은 도 5 에 따른 에틸렌 회수 공정에서 디에타나이저 응축기 및 환류 드럼이 제거되고, 아세티렌 전환 시스템 및 녹유 청소탑에 디에타나이저 오버헤드가 바로 공급되며, 녹유 청소탑 (및 디에타나이저) 에 스플리터로부터의 부 스트림의 일부가 공급되는 일 실시예의 개략도이다.
도 11 은 도 6a 및 도 6b 에 다른 프로필렌 회수 공정에서 프로필렌 냉각 장치에 프로판/프로필렌 스플리터가 통합되고, 스플리터 오버헤드가 냉각 유닛으로 바로 공급되며, 스플리터로 냉각 유닛으로부터의 뜨거운 프로필렌이 환류되는 일 실시예의 개략도이다.
실시예는 첨부된 도면을 참고로 이하 자세히 설명한다.

Claims (21)

  1. 하나 이상의 알칸 화합물과 하나 이상의 올레핀 화합물을 포함하는 경질 탄화수소 스트림을 분리하는 공정에 있어서,
    오버헤드 올레핀 증기 스트림을 얻기 위해 분류 칼럼에 경질 탄화수소 스트림을 공급하는 단계;
    다수의 올레핀 냉매 증기 스트림을 올레핀 냉각 압축기 트레인에 공급하는 단계로서, 상기 다수의 스트림 중 하나는 상기 분류 칼럼으로부터의 상기 오버헤드 올레핀 증기 스트림을 포함하고, 상기 오버헤드 올레핀 증기 스트림은 냉각기/응축기로 공급되고, 상기 냉각기/응축기는 압축기의 하류에 위치하고, 상기 냉각기/응축기 및 상기 압축기의 사이에서, 상기 냉각기/응축기는 상기 압축기에 직접적으로 연결되는, 다수의 올레핀 냉매 증기 스트림을 올레핀 냉각 압축기 트레인에 공급하는 단계;
    액체 올레핀 냉매를 얻기 위해 상기 올레핀 냉각 압축기 트레인으로부터의 올레핀 냉매를 냉각하고 응축하는 단계;
    액체 올레핀 냉매의 제 1 부를 분류 칼럼으로 환류시키는 단계;
    상기 올레핀 냉매 압축기 트레인에 공급하기 위해 하나 이상의 올레핀 냉매 증기 스트림을 형성하는 액체 올레핀 냉매의 제 2 부를 사용하는 단계; 및
    올레핀 제품 스트림으로서 상기 액체 올레핀 냉매의 제 3 부를 회수하는 단계를 포함하는 경질 탄화수소 스트림을 분리하는 공정.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 경질 탄화수소 스트림은 프로판 및 프로필렌을 포함하며, 상기 분류 칼럼은 프로판-프로필렌 스플리터인 것을 특징으로 하는 경질 탄화수소 스트림을 분리하는 공정.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 경질 탄화수소 스트림은 에탄 및 에틸렌을 포함하며, 상기 분류 칼럼은 상기 액체 올레핀 냉매의 제 1 부가 디에타나이저 칼럼으로 환류하는 향상된 디에타나이저 및 에틸렌-에탄 스플리터를 포함하는 것을 특징으로 하는 경질 탄화수소 스트림을 분리하는 공정.
  4. 제 3 항에 있어서, 에틸렌 냉각 압축기 트레인으로부터의 에틸렌을 갖는 상기 에틸렌-에탄 스플리터를 열 펌핑하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 경질 탄화수소 스트림을 분리하는 공정.
  5. 제 1 항에 있어서, 가열과 팽창을 위한 추가의 냉매 소비기로 상기 올레핀 냉매의 일부를 공급하는 단계, 및 상기 추가의 냉매 소비기로부터 상기 올레핀 냉매 압축기 트레인으로 올레핀 냉매 증기를 복귀시키는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 경질 탄화수소 스트림을 분리하는 공정.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 올레핀 냉매 압축기 트레인은 스플리터로부터의 오버헤드 증기를 응축하는 것을 특징으로 하는 경질 탄화수소 스트림을 분리하는 공정.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 액체 올레핀 냉매의 제 3 부를 스플리터로 환류시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 경질 탄화수소 스트림을 분리하는 공정.
  8. 제 1 항에 있어서, 추가의 냉매 소비기는 다수의 올레핀 냉매 증기 스트림을 생산하기 위하여 상기 액체 올레핀 냉매의 제 2 부를 가열하고 팽창시키고, 상기 다수의 올레핀 냉매 증기 스트림은 압축기로 공급되는 것을 특징으로 하는 경질 탄화수소 스트림을 분리하는 공정.
  9. 하나 이상의 알칸 화합물과 하나 이상의 올레핀 화합물을 포함하는 경질 탄화수소 스트림을 분리하는 장치에 있어서,
    오버헤드 올레핀 증기 스트림을 얻기 위해 분류 칼럼에 경질 탄화수소 스트림을 공급하는 수단;
    올레핀 냉각 압축기 트레인에 다수의 올레핀 냉매 증기 스트림을 공급하는 수단으로서, 상기 다수의 스트림 중 하나는 상기 분류 칼럼으로부터의 오버헤드 올레핀 증기 스트림을 포함하고, 상기 오버헤드 올레핀 증기 스트림은 냉각기/응축기로 공급되고, 상기 냉각기/응축기는 압축기의 하류에 위치하고, 상기 냉각기/응축기 및 상기 압축기의 사이에서, 상기 냉각기/응축기는 상기 압축기에 직접적으로 연결되는, 다수의 올레핀 냉매 증기 스트림을 올레핀 냉각 압축기 트레인에 공급하는 수단;
    액체 올레핀 냉매를 얻기 위하여 올레핀 냉각 압축기 트레인으로부터 올레핀 냉매를 냉각 및 응축하는 수단;
    액체 올레핀 냉매의 제 1 부를 상기 분류 칼럼으로 환류시키는 수단;
    올레핀 냉매 압축기 트레인으로의 공급을 위해 하나 이상의 올레핀 냉매 증기 스트림을 형성하도록 액체 올레핀 냉매의 제 2 부를 팽창 및 가열시키는 수단; 및
    올레핀 제품 스트림으로서 액체 올레핀 냉매의 제 3 부를 회수하는 수단을 포함하는 경질 탄화수소 스트림을 분리하는 장치.
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