KR20150127267A - 올레핀 분리를 위한 방법 및 시스템 - Google Patents

올레핀 분리를 위한 방법 및 시스템

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KR20150127267A
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켈로그 브라운 앤드 루트 엘엘씨
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Abstract

본 발명에서는 하나 이상의 올레핀의 분리를 위한 시스템 및 그 방법이 제공된다. 하나 이상의 구현예에서, 하나 이상의 올레핀의 분리 방법은 메탄, 에탄, 에틸렌, 및/또는 아세틸렌을 포함할 수 있는 제 1 혼합물을 제공하기 위한 C1 내지 C20 탄화수소를 함유하는 탄화수소로부터 하나 이상의 C3 및 더 중질의 탄화수소 중 일부 이상을 분리하는 단계를 포함할 수 있다. 제 1 혼합물 중 일부 이상은 아세틸렌 중 일부 이상을 에탄 및 에틸렌으로 전환하기 위해 수소화될 수 있다. 메탄 중 일부 이상은 에탄 및 에틸렌을 포함할 수 있는 제 2 혼합물을 제공하기 위해 수소화 혼합물로부터 분리될 수 있다. 에틸렌 중 일부 이상은 95 mol% 이상의 에틸렌을 포함할 수 있는 제 1 생성물 및 95 mol% 이상의 에탄을 포함할 수 있는 제 2 생성물을 제공하기 위해 제 2 혼합물로부터 분리될 수 있다.

Description

올레핀 분리를 위한 방법 및 시스템 {METHODS AND SYSTEMS FOR SEPARATING OLEFINS}
관련 출원의 교차-참조
본 출원은 그 전체가 본원에서 참조 인용되는 2013 년 3 월 14 일에 출원된 일련 번호 61/783,970 의 미국 가특허 출원에 대한 우선권을 주장한다.
발명의 배경
분야
기재된 구현예는 일반적으로 올레핀계 탄화수소를 분리하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
관련 기술의 설명
올레핀은 전형적으로 다양한 알칸, 알켄 및 알킨 탄화수소를 함유하는 탄화수소 혼합물을 제공하기 위해 고온에서 탄화수소 공급물을 전환함으로써 제조된다. 탄화수소 혼합물은 이후 다양한 탄화수소 생성물을 냉각시키고, 응축시키고, 분리하기 위한 일련의 증류 컬럼, 분별 컬럼, 압축기 및 냉장 시스템 (refrigeration system) 을 사용하여 분별된다. 저분자량 탄화수소의 비교적 낮은 비점으로 인해, 에틸렌 및 프로필렌은 흔히 탄화수소 혼합물을 분리 및 분별하는 동안의 냉매로서 사용된다.
많은 올레핀 제조 공정은 C2-C4 알칸 및 알켄이 풍부한 탄화수소 혼합물을 제공한다. C3 및 C4 탄화수소는 탄화수소 혼합물 중의 다른 화합물에 비해 C3 및 C4 탄화수소의 높은 비점으로 인해 부분적으로 탄화수소 혼합물로부터 분리될 수 있다. 그러나, C2 탄화수소의 비교적 순수한 (예를 들어 95 mol% 초과) 에탄 및 에틸렌 생성물로의 분리는 매우 저온 (예를 들어 약 -50 ℃ 내지 약 -140 ℃) 증기-액체 플래쉬 및 분별 증류 공정의 사용을 필요로 하는데, 이는 에틸렌 (예를 들어 약 -103.7 ℃) 및 에탄 (예를 들어, 약 -88.6 ℃) 의 비교적 유사한 비점으로 인한 것이다. 저온 프로필렌 및 에틸렌 냉매를 사용한 둘 이상의 냉장 시스템은 에탄으로부터 메탄, 수소 및 에틸렌을 분리하는데 요구된다. 이중 냉매, 저온, 냉장 시스템에 대한 요구는 상당한 자본비 및 상당한 운영비 모두를 필요로 한다. 또한, 낮은 작업 온도 및 높은 작업 압력은 특수 야금술의 사용 및 추가 자본비 및 운영비를 부과하는 장비 구축을 필요로 한다.
따라서, 에탄 및/또는 에틸렌 이외에 하나 이상의 추가 C1 내지 C20 탄화수소를 포함하는 탄화수소 혼합물로부터 에탄 및/또는 에틸렌을 분리하기 위한 개선된 방법 및 시스템에 대한 수요가 존재한다.
도 1 은 기재되는 하나 이상의 구현예에 따른, 탄화수소를 분리하기 위한 예시적 시스템을 도시하고 있다.
도 2 는 기재되는 하나 이상의 구현예에 따른, 도 1 에 나타낸 예시적 냉각 시스템을 도시하고 있다.
상세한 설명
하나 이상의 올레핀을 분리하기 위한 방법 및 시스템이 제공된다. 하나 이상의 구현예에서, 하나 이상의 올레핀을 분리하는 방법은 C1 내지 C20 탄화수소를 함유하는 탄화수소로부터 하나 이상의 C3 및 더 중질의 탄화수소 중 일부 이상을 분리하여, 메탄, 에탄, 에틸렌 및/또는 아세틸렌 (에틴) 중 하나 이상을 포함할 수 있는 제 1 탄화수소 혼합물을 제공하는 것을 포함할 수 있다. 제 1 탄화수소 혼합물중 일부 이상은 아세틸렌 중 일부 이상을 에탄 및 에틸렌으로 전환하기 위해 수소화될 수 있다. 메탄 중 일부 이상은 에탄 및 에틸렌을 포함할 수 있는 제 2 탄화수소 혼합물을 제공하기 위해 수소화 혼합물로부터 분리될 수 있다. 에틸렌 중 일부 이상은 95 mol% 이상의 에틸렌을 포함할 수 있는 제 1 생성물 및 95 mol% 이상의 에탄을 포함할 수 있는 제 2 생성물을 제공하기 위해 제 2 탄화수소 혼합물로부터 분리될 수 있다. 에틸렌은 약 360 kPa 내지 약 4,000 kPa 또는 약 500 kPa 내지 약 2,500 kPa 의 압력에서 제 2 탄화수소 혼합물로부터 분리될 수 있다.
도 1 은 하나 이상의 구현예에 따른, 탄화수소를 분리하기 위한 예시적 시스템 (100) 을 도시하고 있다. 시스템 (100) 은 하나 이상의 압축기 (2 개가 (105), (130) 으로 나타남), 하나 이상의 스크러버 (110), 하나 이상의 건조기 (120), 하나 이상의 증기-액체 분리기 (5 개가 (125), (155), (160), (170), (175) 로 나타남), 하나 이상의 반응기 시스템 (2 개가 (135), (165) 로 나타남), 및 하나 이상의 칠링 시스템 (chilling system) (200) 을 포함할 수 있다. 칠링 시스템 (200) 은 하나 이상의 냉각기 또는 냉각 시스템 (2 개가 (140), (145) 로 나타남) 을 포함할 수 있다. 라인 (102) 를 통해 하나 이상의 탄화수소는 압축기 (105) 에 도입되어 라인 (109) 를 통해 압축 유체 (예를 들어 기체 및/또는 액체 상태를 갖는 압축 탄화수소 유체) 를 제공할 수 있다. 라인 (102) 에서 탄화수소는 하나 이상의 액체 탄화수소, 기체 탄화수소, 유동화 탄화수소 또는 이의 임의의 혼합물을 포함할 수 있다. 라인 (102) 에서 탄화수소는 제한 없이 하나 이상의 C1 내지 C20 탄화수소를 포함할 수 있다. C1 내지 C20 탄화수소는 제한 없이 하나 이상의 알칸, 하나 이상의 알켄, 하나 이상의 알킨 또는 이의 임의의 혼합물을 포함할 수 있다. 라인 (102) 에서 탄화수소는 또한 하나 이상의 산 기체를 포함할 수 있다. 예시적 산 기체는 제한 없이 이산화탄소 및/또는 황화수소를 포함할 수 있다. 라인 (102) 에서 탄화수소는 또한 하나 이상의 사워 가스 (sour gas) 또는 화합물을 포함할 수 있다. 예시적 사워 가스 또는 화합물은 제한 없이 황화수소 및 유기황 화합물, 예컨대 메르캅탄을 포함할 수 있다. 라인 (102) 에서 탄화수소는 제한 없이 수소, 메탄, 에탄, 에틸렌, 아세틸렌, 프로판, 프로필렌, 부탄, 부탄, 펜탄, 펜텐, 이의 이성질체 또는 이의 임의의 혼합물을 포함할 수 있다.
라인 (102) 에서 탄화수소는 수소를 약 0.5 mol%, 약 1 mol%, 약 2 mol%, 약 3 mol%, 약 4 mol%, 또는 5 mol% 미만 내지 5 mol%, 10 mol% 미만, 15 mol% 미만, 또는 25 mol% 미만의 양으로 포함할 수 있다. 라인 (102) 에서 탄화수소 중 메탄 농도는 약 0.5 mol%, 약 1 mol%, 약 2 mol%, 약 3 mol%, 약 4 mol%, 또는 5 mol% 미만 내지 5 mol%, 10 mol% 미만, 15 mol% 미만, 또는 25 mol% 미만일 수 있다. 라인 (102) 에서 에탄 농도는 약 0.5 mol%, 약 1 mol%, 약 2 mol%, 약 3 mol%, 약 4 mol%, 또는 5 mol% 미만 내지 5 mol%, 10 mol% 미만, 15 mol% 미만, 또는 25 mol% 미만일 수 있다. 라인 (102) 에서 탄화수소 중 에틸렌 농도는 약 0.5 mol%, 약 1 mol%, 약 2 mol%, 약 3 mol%, 약 4 mol%, 또는 5 mol% 미만 내지 5 mol%, 10 mol% 미만, 15 mol% 미만, 또는 25 mol% 미만일 수 있다. 라인 (102) 에서 아세틸렌 농도는 약 0.1 mol%, 약 0.5 mol%, 약 0.75 mol%, 약 1 mol%, 또는 2 mol% 미만 내지 2 mol%, 3 mol% 미만, 5 mol% 미만, 또는 10 mol% 미만일 수 있다. 라인 (102) 에서 탄화수소 중 프로판 농도는 약 0.5 mol%, 약 1 mol%, 약 2 mol%, 약 3 mol%, 약 4 mol%, 또는 5 mol% 미만 내지 5 mol%, 10 mol% 미만, 15 mol% 미만, 또는 25 mol% 미만일 수 있다. 라인 (102) 에서 탄화수소 중 프로필렌 농도는 약 0.5 mol%, 약 1 mol%, 약 2 mol%, 약 3 mol%, 약 4 mol%, 또는 5 mol% 미만 내지 5 mol%, 10 mol% 미만, 15 mol% 미만, 또는 25 mol% 미만일 수 있다. 라인 (102) 에서 탄화수소 중 산 기체 농도는 약 0.01 mol%, 약 0.05 mol%, 약 0.1 mol%, 약 0.2 mol%, 약 0.3 mol%, 약 0.4 mol%, 또는 0.5 mol% 미만 내지 0.5 mol%, 0.7 mol% 미만, 1 mol% 미만, 1.3 mol% 미만, 또는 1.5 mol% 미만일 수 있다. 라인 (102) 에서 탄화수소 중 사워 가스 농도는 약 0.01 mol%, 약 0.05 mol%, 약 0.1 mol%, 약 0.2 mol%, 약 0.3 mol%, 약 0.4 mol%, 또는 0.5 mol% 미만 내지 0.5 mol%, 0.7 mol% 미만, 1 mol% 미만, 1.3 mol% 미만, 또는 1.5 mol% 미만일 수 있다.
라인 (102) 에서 탄화수소는 약 100 kPa, 약 300 kPa, 약 500 kPa, 또는 약 700 kPa 내지 약 800 kPa, 약 1,000 kPa, 약 1,300 kPa, 또는 약 1,500 kPa 의 압력일 수 있다. 라인 (102) 에서 탄화수소는 약 0 ℃, 약 5 ℃, 약 10 ℃, 또는 약 15 ℃ 내지 약 75 ℃, 약 80 ℃, 약 90 ℃ 또는 약 100 ℃ 의 온도일 수 있다.
하나 이상의 구현예에서, 하나 이상의 C4 및 더 중질의 탄화수소 (예를 들어, C4+ 탄화수소) 는 크래킹되거나 다르게는 고온, 열분해 공정에서 가공되어, 라인 (102) 에서 탄화수소를 생성할 수 있다. 다른 구현예에서, C1 내지 C20 탄화수소를 함유하는 탄화수소로부터 하나 이상의 C3 및 더 중질의 탄화수소는 분리되거나 다르게는 가공되어, 라인 (102) 에서 탄화수소를 생성할 수 있다. 예시적 열분해 공정은 제한 없이 유동 촉매 크래킹 ("FCC"), 열적 크래킹, 히드로크래킹 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 예시적 고급 촉매 올레핀 ("ACO (advanced catalytic olefin)") 공정 및 라인 (102) 에서 탄화수소 중 일부 이상을 제조하기에 적합한 시스템은 미국 특허 제 7,301,063 호에 논의 및 기재된 것을 포함할 수 있다. 라인 (102) 에서 일부 이상의 탄화수소를 제조하는데 적합한 예시적인 메탄올로부터 올레핀으로의 ("MTO (methanol to olefins)") 공정 및 시스템은 하기 미국 특허 번호에 논의 및 기재된 것을 포함할 수 있다: 5,191,141; 4,590,320; 4,550,217; 및 4,496,786. 이와 같이, 라인 (102) 에서 탄화수소 중 일부 이상은 유동 촉매 크래커, 고급 촉매 올레핀 공정, 메탄올 올레핀화 공정 (methanol to olefins process), 열적 크래커, 히드로크래커 또는 이의 임의의 조합에서 C4+ 탄화수소를 함유하는 중질 탄화수소를 크래킹하여 제조될 수 있다.
하나 이상의 구현예에서, 하나 이상의 열분해 공정, 예컨대 FCC, ACO 및/또는 MTO 공정을 통해 제조된 라인 (102) 의 탄화수소는 낮은 농도의 수소 및 메탄을 가질 수 있다. 예를 들어 라인 (102) 에서 탄화수소는 15 mol% 미만의 수소 및 15 mol% 미만의 메탄을 포함할 수 있다. 낮은 수소 및 메탄 농도는 에틸렌/에탄 혼합물을 제공하기 위한 1,000 kPa 초과의 압력 및 프로필렌의 비점 (예를 들어 약 -47.4 ℃) 초과의 온도에서 탄화수소로부터의 수소 및 메탄의 분리를 허용할 수 있다. 에탄/에틸렌 혼합물 중 수소 및 메탄의 감소된 농도는, 약 360 kPa 이상의 압력 및 약 -47.4 ℃ 이상의 온도에서, 에틸렌/에탄 혼합물의 비교적 순수한 에탄 생성물, 예를 들어 95 mol% 초과의 에탄, 및 비교적 순수한 에틸렌 생성물, 예를 들어 95 mol% 초과의 에틸렌으로의 후속 분리를 허용할 수 있다. 그러나, 높은 분리 압력을 제공하는데 필요한 힘은 전체 에너지 소비를 증가시킨다.
도 1 에 도시된 바와 같이, 압축기 (105) 는 라인 (107) 을 통해 제 1 압축 유체 (예를 들어 기체 및/또는 액체 상태를 갖는 압축된 탄화수소 유체) 를 제공할 수 있는 제 1 단계 (106) 및 라인 (109) 를 통해 제 1 압축된 유체를 제공할 수 있는 제 2 단계 (108) 을 포함할 수 있다. 하나 이상의 구현예에서, 제 1 단계 (106) 및 제 2 단계 (108) 은 별도의 독립적 압축기일 수 있다. 하나 이상의 압축기 (105) 는 제 2 압력 (제 2 압력은 제 1 압력보다 큼) 에서 유체를 제공하기 위해 제 1 압력에서 유체를 압축하는데 적합한 하나 이상의 시스템, 장치, 또는 시스템 및/또는 장치의 조합물을 포함할 수 있다. 하나 이상의 구현예에서, 라인 (102) 에서 압축 유체의 압력은 제 1 단계 (106) 및 제 2 단계 (107) 을 통과하여 약 500 kPa 이상, 약 1,000 kPa 이상, 약 1,500 kPa 이상, 또는 약 2,000 kPa 이상으로 증가될 수 있다. 라인 (109) 에서 압축 유체의 압력은 약 600 kPa, 약 1,300 kPa, 약 2,000 kPa, 또는 약 2,700 kPa 내지 약 1,700 kPa, 약 2,500 kPa, 약 3,000 kPa, 약 3,500 kPa, 또는 그 이상일 수 있다. 하나 이상의 구현예에서, 압축기 (105) 는 하나 이상의 단계 (2 개가 (106), (108) 로 나타남) 를 포함할 수 있다. 하나 이상의 구현예에서, 압축기 (105) 는 임의의 둘 이상의 압축기 단계 사이에 하나 이상의 액체 및/또는 공기 냉각 중간냉각기를 포함할 수 있다. 하나 이상의 구현예에서, 축동력은 하나 이상의 전기 모터, 스팀 터빈, 기체 터빈 또는 이의 임의의 조합을 통해 하나 이상의 압축기 (105) 에 공급될 수 있다.
라인 (109) 에서 압축 유체가 하나 이상의 스크러버 (110) 에 도입될 수 있는데, 여기서 존재하는 임의의 산 기체의 일부 이상은 하나 이상의 불용성 화합물로 전환되고 압축 유체로부터 제거될 수 있다. 가성 용액 (caustic solution) 은 라인 (111) 을 통해 스크러버 (110) 에 도입되거나 다르게는 흘려보내질 수 있다. 가성 용액은 7 초과, 예컨대 약 8 내지 약 14, 또는 약 8.5 내지 약 12 의 pH 를 가질 수 있다. 일부 예에서, 가성 용액은 히드록시드, 하이포클로라이트, 암모늄, 아민 또는 기타 염기성 화합물 중 하나 이상을 함유하는 수용액 또는 혼합물을 포함할 수 있다. 라인 (114) 를 통해 소비된 가성 용액이 처리, 재생 및/또는 처분을 위해 스크러버 (110) 으로부터 회수될 수 있고, 라인 (112) 를 통해 스크러빙된 유체가 스크러버 (110) 으로부터 회수될 수 있다. 라인 (114) 를 통해 소비된 가성 용액은 처리, 재생 및/또는 처분을 위해 스크러버 (110) 으로부터 회수될 수 있다. 스크러버 (110) 의 작업 압력은 약 600 kPa, 약 1,300 kPa, 약 1,700 kPa, 약 2,000 kPa, 약 2,500 kPa, 또는 약 2,700 kPa 내지 약 3,000 kPa, 약 3,500 kPa 또는 그 이상일 수 있다. 스크러버 (110) 의 작업 온도는 약 0 ℃, 약 5℃, 약 10℃, 또는 약 15℃ 내지 약 75℃, 약 80℃, 약 90℃, 또는 약 100℃ 일 수 있다.
스크러버 (110) 은 라인 (112) 를 통해 낮은 (또는 감소된) 산 농도 압축 유체 및 라인 (114) 를 통해 소비된 가성 용액을 제공하기 위하여, 라인 (109) 에 압축 유체 중의 하나 이상의 산 기체 모두 또는 그 일부를 제거하는데 적합한 하나 이상의 시스템, 장치, 또는 시스템 및/또는 장치의 임의의 조합물을 포함할 수 있다. 라인 (114) 에서 압축 유체 중 산 농도는 약 5 mol% 이하, 약 3 mol% 이하, 약 1 mol% 이하, 약 0.5 mol% 이하, 약 0.1 mol% 이하일 수 있다. 스크러버 (110) 은 스크러버 (110) 을 통해 가성 스크루빙 용액의 재순환을 위해 하나 이상의 재순환 시스템을 포함할 수 있다. 스크러버 (110) 은 1 초과, 5 초과, 또는 10 초과의 직경에 대한 길이 (L/D) 비율을 갖는 수직 컬럼일 수 있다. 하나 이상의 구현예에서 스크러버 (110) 의 내부 모두 또는 그 일부는 스크러버 (110) 내의 유효한 물질 수송 면적을 증가시키기 위해 트레이 및/또는 패킹으로 충전될 수 있다. 하나 이상의 구현예에서, 스크러버 (110) 의 내부 모두 또는 일부는 비워질 수, 즉 트레이 또는 패킹이 없을 수 있다.
라인 (112) 에서 스크러빙된 유체는 건조기 (120) 에 도입될 수 있고, 여기서 스크러빙된 유체에 존재하는 임의의 물의 일부 이상은 제거되어, 라인 (124) 를 통해 회수된 물 및 라인 (122) 를 통해 일부 이상 건조된 유체를 제공할 수 있다. 건조기 (120) 은 하나 이상의 조해성 건조기, 재생성 건조제 건조기, 냉장 건조기, 막 건조기 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 라인 (122) 를 통해 건조기를 나가는 건조 유체는 약 0℃ 이하, 약 -20℃ 이하, 약 -40℃ 이하, 약 -80℃ 이하, 약 -100℃ 이하의 이슬점을 가질 수 있다. 라인 (122) 에서 건조 유체의 온도는 약 500 kPa, 약 1,000 kPa, 약 1,400 kPa, 또는 약 1,800 kPa 내지 약 1,700 kPa, 약 2,500 kPa, 약 3,000 kPa, 약 3,500 kPa 또는 그 이상일 수 있다.
하나 이상의 구현예에서, 라인 (122) 에서 건조된 유체는 라인 (126) 을 통해 오버헤드 및 라인 (128) 을 통해 하부를 제공하기 위해 증기-액체 분리기 (125) 에 도입될 수 있다. 일부 구현예에서, 증기-액체 분리기는 "데프로파나이저 (depropanizer)" 일 수 있고, 라인 (128) 을 통해 하부는 C4 및 더 중질의 탄화수소를 포함할 수 있고, 라인 (126) 을 통해 오버헤드는 C3 및 더 경질의 탄화수소를 포함할 수 있다. 기타 구현예에서, 증기-액체 분리는 "데에타나이저 (deethanizer)" 일 수 있고, 라인 (128) 을 통해 하부는 하나 이상의 C3 및 더 중질의 탄화수소를 포함할 수 있고, 라인 (126) 을 통해 오버헤드는 C1 및 C2 탄화수소를 포함할 수 있다. 설명의 간략성 및 용이성을 위하여, 시스템 (100) 은 데프로파나이저로서의 (125) 의 맥락에서 보다 논의 및 기재될 것이다. 데프로파나이저 (125) 의 작업 압력은 약 500 kPa, 약 1,000 kPa, 약 1,400 kPa, 약 1,500 kPa, 또는 약 1,600 kPa 내지 약 1,700 kPa, 약 1,800 kPa, 약 2,500 kPa, 약 3,000 kPa, 약 3,500 kPa 또는 그 이상일 수 있다. 데프로파나이저 (125) 의 작업 온도는 약 -73℃, 약 -65℃, 약 -60℃, 약 -55℃, 약 -53℃, 약 -50℃, 약 -48℃, 약 -45℃, 약 -43℃, 약 -40℃, 약 -38℃, 약 -35℃, 약 -33℃, 약 -30℃, 약 -27℃, 약 -25℃, 또는 약 -23℃ 내지 약 -20℃, 약 -17℃, 약 -15℃, 약 -13℃, 약 -10℃, 약 -8℃, 약 -5℃, 약 -3℃, 약 0℃, 약 5℃, 약 10℃, 약 12℃, 약 15℃, 또는 약 17℃ 일 수 있다.
일부 구현예에서, 라인 (128) 을 통해 C4 및 더 중질의 탄화수소는 제한 없이, 부탄, 부텐, 부틸렌, 펜탄, 펜텐, 이의 이성질체, 이의 불포화 유도체 또는 이의 임의의 혼합물을 포함할 수 있다. 대안적 구현예에서, 라인 (128) 을 통해 C3 및 더 중질의 탄화수소는 제한 없이, 프로판, 프로필렌, 부탄, 부텐, 부틸렌, 펜탄, 펜텐, 이의 이성질체, 이의 불포화 유도체 또는 이의 임의의 혼합물을 포함할 수 있다. 하나 이상의 구현예에서, 라인 (128) 에서 C3 및 더 중질의 탄화수소 또는 C4 및 더 중질의 탄화수소 모두 또는 그 일부는, 열분해 또는 라인 (102) 에서 탄화수소 중 일부 이상을 생성하는데 사용된 기타 공정에 리사이클될 수 있다. 라인 (128) 에서 C3 및 더 중질의 탄화수소 또는 C4 및 더 중질의 탄화수소의 압력은 약 300 kPa, 약 500 kPa, 약 600 kPa, 또는 약 700 kPa 내지 약 1,700 kPa, 약 2,100 kPa, 약 2,500 kPa, 약 3,000 kPa 또는 그 이상일 수 있다. 라인 (128) 에서 C3 및 더 중질의 탄화수소 또는 C4 및 더 중질의 탄화수소의 온도는 약 -60℃, 약 -50℃, 또는 약 -40℃, 내지 약 0℃, 약 10℃, 약 20℃, 또는 약 30℃ 일 수 있다.
하나 이상의 구현예에서, 데프로파나이저 (125) 는 하나 이상의 C1 내지 C20 탄화수소를 함유하는 혼합물로부터 C3 및 더 경질의 탄화수소를 선택적으로 분리하는데 적합한 하나 이상의 시스템, 장치, 또는 시스템 및/또는 장치의 임의의 조합물을 포함할 수 있다. 데프로파나이저 (125) 는 일부 구현예에서 1 초과, 5 초과 또는 10 초과의 직경에 대한 길이 (L/D) 비율을 갖는 수직 컬럼일 수 있다. 데프로파나이저 (125) 의 내부 모두 또는 일부는 데프로파나이저 (125) 내의 유효 물질 수송 면적을 증가시키기 위해 트레이 및/또는 패킹으로 충전될 수 있다. 데프로파나이저 (125) 의 내부 모두 또는 일부는 비워질 수, 즉 트레이 또는 패킹이 없을 수 있다. 하나 이상의 컨덴서가 데프로파나이저 (125) 에 대해 내부 또는 외부에 배치될 수 있다. 하나 이상의 리보일러는 데프로파나이저 (125) 에 대해 내부 또는 외부에 배치될 수 있다.
라인 (126) 에서 오버헤드는 제한 없이 수소, 메탄, 에탄, 에틸렌, 아세틸렌, 프로판, 프로필렌, 이의 이성질체 또는 이의 임의의 혼합물을 포함할 수 있다. 라인 (126) 의 오버헤드에서 수소 농도는 약 0.1 mol%, 약 0.5 mol%, 약 1 mol%, 또는 약 2 mol% 내지 5 mol% 미만, 7 mol% 미만, 10 mol% 미만, 또는 15 mol% 미만일 수 있다. 라인 (126) 의 오버헤드에서 메탄 농도는 약 0.1 mol% 내지 12 mol% 미만, 예컨대 약 0.1 mol% 미만, 약 0.5 mol%, 약 1 mol%, 또는 약 2 mol% 내지 약 3 mol%, 약 5 mol%, 약 7 mol%, 또는 12 mol% 미만일 수 있다. 라인 (126) 의 오버헤드에서 에탄 농도는 약 0.5 mol%, 약 1 mol%, 약 2 mol%, 약 3 mol%, 약 4 mol%, 또는 5 mol% 미만 내지 5 mol%, 10 mol% 미만, 15 mol% 미만, 또는25 mol% 미만일 수 있다. 라인 (126) 의 오버헤드에서 에틸렌 농도는 약 0.5 mol%, 약 1 mol%, 약 2 mol%, 약 3 mol%, 약 4 mol%, 또는 5 mol% 미만, 내지 5 mol%, 10 mol% 미만, 15 mol% 미만, 또는 25 mol% 미만일 수 있다. 라인 (126) 의 오버헤드에서 아세틸렌 농도는 약 0.1 mol%, 약 0.5 mol%, 약 0.75 mol%, 약 1 mol%, 약 1.3 mol%, 약 1.5 mol%, 또는 약 2 mol% 내지 약 2.5 mol%, 약 3 mol%, 5 mol% 미만, 7 mol% 미만, 또는 10 mol% 미만일 수 있다. 라인 (126) 의 오버헤드에서 프로판 농도는 약 0.5 mol%, 약 1 mol%, 약 1.5 mol%, 약 2 mol%, 약 3 mol%, 약 4 mol%, 또는 약 5 mol% 내지 약 6 mol%, 약 8 mol%, 10 mol% 미만, 15 mol% 미만, 또는 25 mol% 미만일 수 있다. 라인 (126) 의 오버헤드에서 프로필렌 농도는 약 0.5 mol%, 약 1 mol%, 약 2 mol%, 약 3 mol%, 약 4 mol%, 또는 5 mol% 미만 내지 5 mol%, 10 mol% 미만, 15 mol% 미만, 또는 25 mol% 미만일 수 있다.
라인 (126) 에서 오버헤드는 약 400 kPa, 약 600 kPa, 약 800 kPa, 또는 약 900 kPa 내지 약 1,700 kPa, 약 2,000 kPa, 약 2,500 kPa, 또는 약 3,000 kPa 의 압력일 수 있다. 라인 (126) 의 오버헤드는 약 -73℃, 약 -65℃, 약 -60℃, 약 -55℃, 약 -53℃, 약 -50℃, 약 -48℃, 약 -45℃, 약 -43℃, 약 -40℃, 약 -38℃, 약 -35℃, 약 -33℃, 약 -30℃, 약 -27℃, 약 -25℃, 또는 약 -23℃ 내지 약 -20℃, 약 -17℃, 약 -15℃, 약 -13℃, 약 -10℃, 약 -8℃, 약 -5℃, 약 -3℃, 약 0℃, 약 5℃, 약 10℃, 약 12℃, 약 15℃, 또는 약 17℃ 의 온도일 수 있다.
라인 (126) 을 통해 오버헤드는 압축기 (130) 에 도입되어 라인 (132) 를 통해 압축 유체를 제공할 수 있다. 라인 (126) 에서 오버헤드의 압력은 하나 이상의 압축기 (130) 에 통과시켜, 약 1,500 kPa 이상, 약 2,000 kPa 이상, 약 2,500 kPa 이상, 또는 약 3,000 kPa 이상으로 증가될 수 있다. 라인 (132) 에서 압축 유체는 약 1,900 kPa, 약 2,100 kPa, 약 2,300 kPa, 또는 약 2,400 kPa 내지 약 4,700 kPa, 약 5,000 kPa, 약 5,500 kPa, 약 6,000 kPa 또는 그 이상의 압력일 수 있다.
압축기 (130) 은 제 2 압력에서 유체를 제공하기 위하여 제 1 압력에서 유체를 압축하는데 적합한 하나 이상의 시스템, 장치, 또는 시스템 및/또는 장치의 조합물을 포함할 수 있고, 여기서 제 2 압력은 제 1 압력보다 크다. 압축기 (130) 은 하나 이상의 단계, 둘 이상의 별도의 및 독립적 압축기, 또는 이의 조합물을 포함할 수 있다. 압축기 (130) 은 임의의 둘 이상의 압축기 및/또는 압축기 단계 사이에 하나 이상의 중간냉각기를 포함할 수 있다. 축동력은 하나 이상의 전기 모터, 스팀 터빈, 가스 터빈 또는 이의 임의의 조합을 통해 하나 이상의 압축기 (130) 에 공급될 수 있다.
라인 (132) 를 통해 압축 유체는 반응기 시스템 ("아세틸렌 전환기") (135) 에 도입될 수 있고, 여기서 압축 유체에 존재하는 임의의 아세틸렌의 일부 이상은 에탄 및/또는 에틸렌으로 전환되어 라인 (136) 을 통해 수소화 혼합물을 제공할 수 있다. 수소는 압축 유체를 아세틸렌 전환기 (135) 에 도입하기 전에 라인 (132) 에서 압축 유체에 라인 (138) 을 통해 도입되거나, 수소는 아세틸렌 전환기 (135) 에 직접 도입될 수 있다. 라인 (138) 을 통해 도입된 수소는 약 50 mol% 이상의 수소, 약 75 mol% 이상의 수소, 약 90 mol% 이상의 수소, 약 95 mol% 이상의 수소, 약 99 mol% 이상의 수소, 또는 약 99.9 mol% 이상의 수소일 수 있다. (138) 에서 수소는 일산화탄소 및/또는 이산화탄소를 함유할 수 있다.
하나 이상의 구현예에서, 라인 (132) 에서 압축 공정 유체에 존재하는 아세틸렌 중 약 75%, 약 80%, 약 90%, 약 95%, 약 99%, 또는 약 99.9% 는 아세틸렌 전환기 (135) 에서 에탄 및/또는 에틸렌으로 전환될 수 있다. 라인 (136) 을 통해 수소화 혼합물 중 아세틸렌 농도는 약 1 mol% 이하, 약 0.5 mol% 이하, 약 0.1 mol% 이하, 약 0.05 mol% 이하, 약 0.03 mol% 이하, 약 0.01 mol% 이하일 수 있다. 라인 (136) 에서 수소화 혼합물의 압력은 약 1,100 kPa, 약 1,300 kPa, 약 1,400 kPa, 또는 약 1,500 kPa 내지 약 4,200 kPa, 약 4,400 kPa, 약 4,700 kPa, 약 5,200 kPa 또는 그 이상일 수 있다.
하나 이상의 아세틸렌 전환기 (135) 는 라인 (132) 에서 압축 공정 유체에 존재하는 임의의 아세틸렌 중 일부 이상을 에탄 및 에틸렌으로 전환하는데 적합한 하나 이상의 시스템, 장치, 또는 시스템 및/또는 장치의 조합물을 포함할 수 있다. 하나 이상의 아세틸렌 전환기 (135) 는 하나 이상의 촉매층을 함유할 수 있다. 하나 이상의 촉매층은 고정층, 유동층, 에불레이팅층 (ebullating bed), 슬러리층, 이동층, 버블링층, 임의의 기타 적합한 유형의 촉매층, 또는 이의 임의의 조합일 수 있다. 하나 이상의 아세틸렌 전환기 (135) 는 미국 특허 제 7,038,097 호에 논의 및 기재된 것과 같은 하나 이상의 이중층 전환기 시스템을 포함할 수 있다. 아세틸렌 전환기 (135) 내의 촉매는 제한 없이 하나 이상의 니켈 기반 촉매 예컨대 Ni/NiAl2O4, 하나 이상의 팔라듐 기반 촉매 예컨대 Pd/PdAl2O3, 이의 합금, 이의 유도체, 이의 조합물 또는 이의 임의의 혼합물을 포함할 수 있다.
라인 (136) 을 통해 수소화 혼합물은 칠링 시스템 (200) 에 도입되어 라인 (142) 및/또는 (147) 을 통해 냉각 수소화 혼합물을 제공할 수 있다. 칠링 시스템 (200) 은 제 1 냉각기 (140) 및 제 2 냉각기 (145) 를 포함할 수 있다. 제 1 냉각기 (140) 은 수소화 혼합물 중 일부 이상을 응축시킬 수 있고, 이는 라인 (142) 를 통해 회수될 수 있다. 비응축 수소화 혼합물은 제 1 냉각기 (140) 으로부터 라인 (144) 를 통해 회수될 수 있고, 이는 제 2 냉각기 (145) 에 도입되어 라인 (147) 을 통해 응축 수소화 혼합물 및 라인 (149) 및 (151) 을 통해 테일 가스 (tail gas) 를 제공할 수 있다. 수소-풍부 테일 가스는 라인 (149) 를 통해 회수될 수 있고 수소-결핍 테일 가스는 라인 (151) 을 통해 회수될 수 있다. 일부 구현예에서, 수소-결핍 테일 가스는 라인 (151) 을 통해 회수되거나, 다른 유체 또는 조성물은 라인 (152) (예를 들어, 바이패스 라인) 을 통해 압축기 (105) 예컨대 도 1 에 도시된 바와 같이 제 1 단계 (106) 의 다운스트림 및 제 2 단계 (108) 의 업스트림에 배치된 라인 (107) 에 리사이클되거나 다르게는 흘려보내질 수 있다. 대안적으로, 나타내지 않기는 하였지만, 라인 (152) 를 통해 수소-결핍 테일 가스 또는 기타 유체 또는 조성물이 제 1 단계 (106) 의 업스트림 예컨대 라인 (102) 또는 제 2 단계 (108) 의 다운스트림 예컨대 라인 (109) 에 리사이클되거나 다르게는 흘려보내질 수 있다.
제 1 냉각기 (140) 및/또는 제 2 냉각기 (145) 는 임의의 적합한 열 수송 매질 또는 열 수송 매질의 조합을 사용하여 라인 (136) 을 통해 도입된 수소화 혼합물을 냉각시킬 수 있다. 제 1 냉각기 (140) 에 도입된 수소화 혼합물을 냉각시키는데 사용될 수 있는 예시적인 열 수송 매질은 제한 없이 에틸렌, 프로필렌, 냉각수, 공기, 이의 임의의 조합물 또는 이의 임의의 혼합물을 포함할 수 있다. 제 2 냉각기 (145) 에 라인 (144) 를 통해 도입된 비응축 수소화 혼합물을 냉각시키는데 사용될 수 있는 예시적 열 수송 매질은 제한 없이 프로필렌을 포함할 수 있다. 제 1 냉각기 (140), 제 2 냉각기 (145) 또는 둘 모두는 열 수송 매질로서 냉장 프로필렌을 사용할 수 있다. 수소화 혼합물을 냉각시키기 위한 냉장 에틸렌의 사용은 필요하지 않다. 하나 이상의 구현예에서, 약 5℃, 약 0℃, 약 -5℃, 약 -10℃, 약 -20℃, 약 -30℃, 약 -40℃ 또는 그 이하의 온도에서 냉장 프로필렌은 칠링 시스템 (200) 에 라인 (136) 을 통해 도입된 수소화 혼합물을 간접적으로 냉각시키는데 사용될 수 있다.
칠링 시스템 (200) 은 라인 (136) 에서 수소화 혼합물을 냉각시키기 위한 임의의 적합한 시스템, 장치, 또는 시스템 및/또는 장치의 조합을 포함할 수 있다. 칠링 시스템 (200) 은 하나 이상의 열 교환기를 포함할 수 있다. 예를 들어, 칠링 시스템 (200) 은 제한 없이 하나 이상의 쉘-및-튜브 열 교환기, 코어형 열 교환기, 플레이트 및 프레임 열 교환기, 나선형 권취 열 교환기, U-튜브 열 교환기, 및/또는 총검 스타일 (bayonet style) 열 교환기를 포함할 수 있다. 하나 이상의 열 교환기는 표면 강화 튜브 (예를 들어 핀, 정전 믹서, 라이플링 (rifling), 열전도성 패킹, 난류 야기 프로젝션 (turbulence causing projection) 또는 이의 임의의 조합) 등을 포함할 수 있다.
하나 이상의 구현예에서, 라인 (142) 및/또는 라인 (147) 을 통해 응축된 수소화 혼합물 중 일부 이상은 증기-액체 분리기 ("데메타나이저") 에 도입되어, 라인을 통해 메탄-풍부 오버헤드 및 라인 (159) 를 통해 메탄-결핍 하부를 제공할 수 있다. 하나 이상의 구현예에서, 라인 (142) 에서 응축 수소화 혼합물 중 일부 이상은 환류로서 데프로파나이저 (125) 에 라인 (143) 을 통해 리사이클될 수 있다. 하나 이상의 구현예에서, 라인 (147) 에서 응축 수소화 혼합물 중 일부 이상은 압축기 (105) 에 라인 (148) 을 통해 리사이클될 수 있다. 설명된 바와 같이, 라인 (147) 에서 수소화 혼합물 중 일부는 제 1 단계 (106) 에 라인 (148) 을 통해 리사이클될 수 있고/거나 일부는 제 2 단계 (108) 에 리사이클될 수 있다.
하나 이상의 구현예에서, 메탄-풍부 오버헤드 중 일부 이상은 라인 (157) 을 통해 압축기 (130) 에 리사이클될 수 있다. 하나 이상의 구현예에서, 메탄-풍부 오버헤드 모두 또는 일부는 라인 (157) 을 통해 생성물로서 회수될 수 있고, 이는 또한 예를 들어 연료로서 사용되거나 추가 가공될 수 있다.
데메타나이저 (155) 의 작업 압력은 약 600 kPa, 약 700 kPa, 약 800 kPa, 또는 약 900 kPa 내지 약 2,500 kPa, 약 2,700 kPa, 약 2,900 kPa, 약 3,500 kPa, 약 4,000 kPa, 또는 약 4,200 kPa 일 수 있다. 데메타나이저 (155) 의 작업 온도는 프로필렌의 비점 (예를 들어 약 -48.1℃) 초과일 수 있다. 데메타나이저 (155) 의 작업 온도는 약 -48℃, 약 -45℃, 약 -43℃, 약 -40℃, 약 -38℃, 약 -35℃, 약 -33℃, 약 -30℃, 약 -27℃, 약 -25℃, 약 -23℃, 약 -20℃, 약 -17℃, 약 -15℃, 또는 약 -13℃ 내지 약 -10℃, 약 -7℃, 약 -5℃, 약 -3℃, 약 0℃, 약 5℃, 약 10℃, 약 12℃, 약 15℃, 또는 약 17℃ 일 수 있다.
데메타나이저 (155) 는 라인 (157) 을 통해 메탄-풍부 오버헤드 및 라인 (159) 를 통해 메탄-결핍 하부를 제공하는데 적합한 하나 이상의 시스템, 장치, 또는 시스템 및/또는 장치의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 데메타나이저 (155) 는 1 초과, 5 초과 또는 10 초과의 직경에 대한 길이 (L/D) 비율을 갖는 수직 컬럼일 수 있다. 데메타나이저 (155) 의 내부 모두 또는 일부는 데메타나이저 (155) 내에 유효한 물질 수송 면적을 증가시키기 위해 트레이 및/또는 패킹으로 충전될 수 있다. 데메타나이저 (155) 의 내부 모두 또는 일부는 비워질 수, 즉 트레이 또는 패킹이 없을 수 있다. 하나 이상의 컨덴서는 데메타나이저 (155) 에 대해 내부 또는 외부에 배치될 수 있다. 하나 이상의 리보일러는 데메타나이저 (155) 에 대해 내부 또는 외부에 배치될 수 있다.
라인 (159) 를 통한 메탄-결핍 하부는 증기-액체 분리기 ("데에타나이저") (160) 에 도입되어, 라인 (161) 을 통해 C2-풍부 오버헤드 및 라인 (163) 을 통해 C2-결핍 하부를 제공할 수 있다. 데에타나이저 (160) 의 작업 온도는 약 400 kPa, 약 600 kPa, 약 800 kPa, 약 900 kPa, 약 1,000 kPa, 약 1,200 kPa, 또는 약 1,400 kPa 내지 약 1,700 kPa, 약 2,000 kPa, 약 2,500 kPa, 약 3,000 kPa, 약 3,500 kPa, 또는 약 4,000 kPa 일 수 있다. 데에타나이저 (160) 의 작업 온도는 약 -73℃, 약 -65℃, 약 -60℃, 약 -55℃, 약 -53℃, 약 -50℃, 약 -48℃, 약 -45℃, 약 -43℃, 약 -40℃, 약 -38℃, 약 -35℃, 약 -33℃, 약 -30℃, 약 -27℃, 약 -25℃, 또는 약 -23℃ 내지 약 -20℃, 약 -17℃, 약 -15℃, 약 -13℃, 약 -10℃, 약 -8℃, 약 -5℃, 약 -3℃, 약 0℃, 약 5℃, 약 10℃, 약 12℃, 약 15℃, 또는 약 17℃ 일 수 있다.
라인 (161) 에서 C2-풍부 오버헤드에서 에탄 농도는 약 3 mol%, 약 9 mol%, 약 18 mol%, 또는 약 35 mol% 내지 약 40 mol%, 약 47 mol%, 약 55 mol%, 약 70 mol%, 약 85 mol%, 또는 약 97 mol% 일 수 있다. 라인 (161) 에서 C2-풍부 오버헤드에서 에틸렌 농도는 약 3 mol%, 약 9 mol%, 약 18 mol%, 또는 약 35 mol% 내지 약 40 mol%, 약 47 mol%, 약 55 mol%, 약 70 mol%, 약 85 mol%, 또는 약 97 mol% 일 수 있다. 라인 (161) 에서 C2-풍부 오버헤드의 압력은 약 400 kPa, 약 500 kPa, 약 600 kPa, 또는 약 700 kPa 내지 약 3,500 kPa, 약 3,800 kPa, 약 4,500 kPa, 또는 약 4,800 kPa 일 수 있다. 라인 (161) 에서 C2-풍부 오버헤드의 온도는 약 -83℃, 약 -80℃, 약 -77℃, 약 -75℃, 약 -73℃, 약 -65℃, 약 -60℃, 약 -55℃, 약 -53℃, 약 -50℃, 약 -48℃, 약 -45℃, 약 -43℃, 약 -40℃, 약 -38℃, 약 -35℃, 약 -33℃, 약 -30℃, 약 -27℃, 약 -25℃, 또는 약 -23℃ 내지 약 -20℃, 약 -17℃, 약 -15℃, 약 -13℃, 약 -10℃, 약 -8℃, 약 -5℃, 약 -3℃, 약 0℃, 약 5℃, 약 10℃, 약 12℃, 약 15℃, 또는 약 17℃ 일 수 있다.
라인 (163) 에서 C2-결핍 하부는 제한 없이 프로판, 프로필렌, 메틸아세틸렌 (프로핀) 및/또는 프로파디엔을 포함할 수 있다. 라인 (163) 에서 C2-결핍 하부에서 프로판 농도는 약 5 mol%, 약 10 mol%, 약 20 mol%, 또는 약 40 mol% 내지 약 50 mol%, 약 60 mol%, 약 80 mol%, 또는 약 95 mol% 일 수 있다. 라인 (163) 에서 C2-결핍 하부에서 프로필렌 농도는 약 5 mol%, 약 10 mol%, 약 20 mol%, 또는 약 40 mol% 내지 약 50 mol%, 약 60 mol%, 약 80 mol%, 또는 약 95 mol% 일 수 있다. 라인 (163) 에서 C2-결핍 하부에서 메틸아세틸렌 농도는 약 0.1 mol%, 약 0.3 mol%, 약 0.5 mol%, 또는 약 0.7 mol% 내지 약 1.5 mol%, 약 1.7 mol%, 약 2 mol%, 또는 약 2.5 mol% 일 수 있다. 라인 (163) 에서 C2-결핍 하부에서 프로파디엔 농도는 약 1 mol%, 약 1.5 mol%, 약 2 mol%, 또는 약 2.5 mol% 내지 약 4 mol%, 약 4.5 mol%, 약 5 mol%, 또는 약 6 mol% 일 수 있다.
데에타나이저 (160) 은 라인 (161) 을 통해 C2-풍부 오버헤드 및 라인 (163) 을 통해 C2-결핍 하부를 제공하기에 적합한 하나 이상의 시스템, 장치, 또는 시스템 및/또는 장치의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 일부 예에서, 데에타나이저 (160) 은 라인 (161) 을 통해 C2-풍부 오버헤드 및 라인 (163) 을 통해 C2-결핍 하부를 제공할 수 있다. 데에타나이저 (160) 은 1 초과, 5 초과 또는 10 초과의 직경에 대한 길이 (L/D) 를 갖는 수직 컬럼을 포함할 수 있다. 데에타나이저의 내부 모두 또는 일부는 데에타나이저 내의 유효 물질 수송 면적을 증가시시키기 위해 트레이 및/또는 패킹으로 충전될 수 있다. 데에타나이저의 내부 모두 또는 일부는 비워질 수, 즉 트레이 또는 패킹이 없을 수 있다. 하나 이상의 컨덴서는 데에타나이저에 대해 내부 또는 외부에 배치될 수 있다. 하나 이상의 리보일러는 데에타나이저에 대해 내부 또는 외부에 배치될 수 있다.
라인 (161) 을 통해 C2-풍부 오버헤드는 증기-액체 분리기 ("C2 스플리터") (175) 에 도입되어, 라인 (176) 을 통해 에틸렌-풍부 오버헤드 ("제 1 생성물") 및 라인 (178) 을 통해 에탄-풍부 하부 ("제 2 생성물") 를 제공할 수 있다. C2-스플리터 (175) 내부의 작업 압력은 약 360 kPa, 약 400 kPa, 약 600 kPa, 약 800 kPa, 약 1,000 kPa, 약 1,200 kPa, 약 1,400 kPa, 약 1,600 kPa, 약 1,800 kPa, 약 2,000 kPa, 또는 약 2,200 kPa 내지 약 2,500 kPa, 약 2,700 kPa, 약 3,000 kPa, 약 3,300 kPa, 약 3,500 kPa, 약 3,700 kPa, 또는 약 4,000 kPa 일 수 있다. 예를 들어 C2-스플리터 (175) 내부의 압력은 약 360 kPa 내지 약 4,000 kPa, 약 500 kPa 내지 약 3,500 kPa, 약 900 kPa 내지 약 3,000 kPa, 또는 약 1,300 kPa 내지 약 2,600 kPa 일 수 있다.
하나 이상의 구현예에서, 제 1 생성물 또는 에틸렌은 약 360 kPa, 약 400 kPa, 약 450 kPa, 약 500 kPa, 약 550 kPa, 약 600 kPa, 약 700 kPa, 약 750 kPa, 약 800 kPa, 약 850 kPa, 약 900 kPa, 약 950 kPa, 약 1,000 kPa, 약 1,050 kPa, 약 1,100 kPa, 약 1,150 kPa, 약 1,200 kPa, 약 1,250 kPa, 약 1,300 kPa, 약 1,350 kPa, 약 1,400 kPa, 약 1,450 kPa, 또는 약 1,500 kPa 내지 약 2,000 kPa, 약 2,100 kPa, 약 2,200 kPa, 약 2,300 kPa, 약 2,400 kPa, 약 2,500 kPa, 약 2,600 kPa, 약 2,700 kPa, 약 2,800 kPa, 약 2,900 kPa, 약 3,000 kPa, 약 3,100 kPa, 약 3,200 kPa, 약 3,300 kPa, 약 3,400 kPa, 약 3,500 kPa, 약 3,600 kPa, 약 3,700 kPa, 약 3,800 kPa, 약 3,900 kPa, 또는 약 4,000 kPa 의 압력에서 제 2 탄화수소 혼합물로부터 분리될 수 있다. 하나 이상의 구현예에서, 제 1 생성물 또는 에틸렌은 360 kPa 이상, 400 kPa 이상, 450 kPa 이상, 500 kPa 이상, 550 kPa 이상, 600 kPa 이상, 700 kPa 이상, 750 kPa 이상, 800 kPa 이상, 850 kPa 이상, 900 kPa 이상, 950 kPa 이상, 1,000 kPa 이상, 1,050 kPa 이상, 1,100 kPa 이상, 1,150 kPa 이상, 1,200 kPa 이상, 1,250 kPa 이상, 1,300 kPa 이상, 1,350 kPa 이상, 1,400 kPa 이상, 1,450 kPa 이상, 또는 1,500 kPa 이상, 내지 2,000 kPa 미만, 2,100 kPa 미만, 2,200 kPa 미만, 2,300 kPa 미만, 2,400 kPa 미만, 2,500 kPa 미만, 2,600 kPa 미만, 2,700 kPa 미만, 2,800 kPa 미만, 2,900 kPa 미만, 3,000 kPa 미만, 3,100 kPa 미만, 3,200 kPa 미만, 3,300 kPa 미만, 3,400 kPa 미만, 3,500 kPa 미만, 3,600 kPa 미만, 3,700 kPa 미만, 3,800 kPa 미만, 3,900 kPa 미만, 또는 4,000 kPa 미만의 압력에서 제 2 탄화수소 혼합물로부터 분리될 수 있다.
C2-스플리터 (175) 의 작업 온도는 프로필렌의 비점 (예를 들어, 약 -48.1℃) 초과일 수 있다. 하나 이상의 구현예에서, 제 1 생성물 또는 에틸렌은 약 -48℃, 약 -47℃, 약 -46℃, 약 -45℃, 약 -44℃, 약 -43℃, 약 -42℃, 약 -41℃, 약 -40℃, 약 -39℃, 약 -38℃, 약 -37℃, 약 -36℃, 약 -35℃, 약 -34℃, 약 -33℃, 약 -32℃, 약 -31℃, 약 -30℃, 약 -29℃, 약 -28℃, 약 -27℃, 약 -26℃, 약 -25℃, 약 -24℃, 약 -23℃, 약 -22℃, 약 -21℃, 약 -20℃, 약 -19℃, 약 -18℃, 약 -17℃, 약 -16℃, 약 -15℃, 약 -14℃, 또는 약 -13℃ 내지 약 -10℃, 약 -7℃, 약 -5℃, 약 -3℃, 약 0℃, 약 3℃, 약 5℃, 약 7℃, 약 10℃, 약 12℃, 약 14℃, 또는 약 17℃ 의 온도에서 제 2 탄화수소 혼합물로부터 분리될 수 있다. 하나 이상의 구현예에서, 제 1 생성물 또는 에틸렌은 -48℃ 초과, -45℃ 초과, -43℃ 초과, -41℃ 초과, -38℃ 초과, -35℃ 초과, -33℃ 초과, -30℃ 초과, -27℃ 초과, -25℃ 초과, -23℃ 초과, -20℃ 초과, -17℃ 초과, -15℃ 초과, 또는 -13℃ 초과 내지 -10℃ 미만, -7℃ 미만, -5℃ 미만, -3℃ 미만, 0℃ 미만, 3℃ 미만, 5℃ 미만, 7℃ 미만, 10℃ 미만, 12℃ 미만, 14℃ 미만, 또는 17℃ 미만의 온도에서 제 2 탄화수소 혼합물로부터 분리될 수 있다.
라인 (176) 에서 제 1 생성물의 에틸렌 농도는 85 mol% 초과, 87 mol% 초과, 90 mol% 초과, 92 mol% 초과, 93 mol% 초과, 94 mol% 초과, 95 mol% 초과, 96 mol% 초과, 97 mol% 초과, 98 mol% 초과, 98.5 mol% 초과, 99 mol% 초과, 99.5 mol% 초과, 또는 99.9 mol% 초과 일 수 있다. 라인 (176) 에서 제 1 생성물의 압력은 약 400 kPa, 약 500 kPa, 약 600 kPa, 또는 약 700 kPa 내지 약 2,500 kPa, 약 2,700 kPa, 약 3,300 kPa, 또는 약 4,000 kPa 일 수 있다. 라인 (176) 에서 제 1 생성물의 온도는 약 -48℃, 약 -45℃, 약 -43℃, 약 -40℃, 약 -38℃, 약 -35℃, 약 -33℃, 약 -30℃, 약 -27℃, 약 -25℃, 약 -23℃, 약 -20℃, 약 -17℃, 약 -15℃, 또는 약 -13℃ 내지 약 -10℃, 약 -7℃, 약 -5℃, 약 -3℃, 약 0℃, 약 3℃, 약 5℃, 약 7℃, 약 10℃, 약 13℃, 약 15℃, 또는 약 17℃ 일 수 있다.
라인 (178) 에서 제 2 생성물에서 에탄 농도는 85 mol% 초과, 87 mol% 초과, 90 mol% 초과, 92 mol% 초과, 93 mol% 초과, 94 mol% 초과, 95 mol% 초과, 96 mol% 초과, 97 mol% 초과, 98 mol% 초과, 98.5 mol% 초과, 99 mol% 초과, 99.5 mol% 초과, 또는 99.9 mol% 초과일 수 있다. 라인 (178) 에서 제 2 생성물의 압력은 약 400 kPa, 약 500 kPa, 약 600 kPa, 또는 약 700 kPa 내지 약 2,500 kPa, 약 2,700 kPa, 약 3,300 kPa, 또는 약 4,000 kPa 일 수 있다 라인 (178) 에서 제 2 생성물의 온도는 약 -48℃, 약 -45℃, 약 -43℃, 약 -40℃, 약 -38℃, 약 -35℃, 약 -33℃, 약 -30℃, 약 -27℃, 약 -25℃, 약 -23℃, 약 -20℃, 약 -17℃, 약 -15℃, 또는 약 -13℃ 내지 약 -10℃, 약 -7℃, 약 -5℃, 약 -3℃, 약 0℃, 약 3℃, 약 5℃, 약 7℃, 약 10℃, 약 13℃, 약 15℃, 또는 약 17℃ 일 수 있다.
하나 이상의 C2-스플리터 (175) 는 에틸렌을 함유하는 오버헤드 및 에탄을 함유하는 하부를 제공하는데 적합한 하나 이상의 시스템, 장치, 또는 시스템 및/또는 장치의 임의의 조합물을 포함할 수 있다. C2-스플리터 (190) 은 1 초과, 5 초과, 또는 10 초과의 직경에 대한 길이 (L/D) 를 갖는 수직 컬럼일 수 있다. C2-스플리터 (190) 의 내부 모두 또는 일부는 C2-스플리터 (190) 내부의 유효 물질 수송 면적을 증가시키기 위해 트레이 및/또는 패킹으로 충전될 수 있다. C2-스플리터 (190) 의 내부 모두 또는 일부는 비워질 수, 즉 트레이 또는 패킹이 없을 수 있다. 하나 이상의 컨덴서가 C2-스플리터 (190) 내부 또는 외부에 배치될 수 있다. 하나 이상의 리보일러가 C2-스플리터 (190) 에 대해 내부 또는 외부에 배치될 수 있다.
하나 이상의 구현예에서, 라인 (178) 에서 제 2 생성물 모두 또는 일부는 라인 (102) 에서 탄화수소 모두 또는 일부를 제공하는데 사용된 열분해 공정에 리사이클될 수 있다. 예를 들어 라인 (178) 에서 제 2 생성물 중 약 5% 이상, 약 25% 이상, 약 50% 이상, 약 75% 이상, 약 85% 이상, 약 90% 이상, 약 95% 이상, 약 99% 이상, 또는 약 99.9% 이상이 라인 (102) 에서 탄화수소 모두 또는 일부를 제공하는데 사용된 열분해 공정에 리사이클될 수 있다.
하나 이상의 구현예에서, 라인 (163) 에서 C2-결핍 하부는 반응기 시스템 ("MAPD 전환기") (165) 에 도입되어, 메틸아세틸렌 및/또는 프로파디엔의 감소된 농도를 갖는 라인 (167) 을 통해 C2-결핍 하부를 제공할 수 있다. 라인 (164) 를 통해 수소는 MAPD 전환기 (165) 에 도입될 수 있다. MAPD 전환기 (165) 에 라인 (163) 을 통해 도입된 C2-결핍 하부에 존재하는 메틸아세틸렌 및/또는 프로파디엔은 프로필렌으로 전환될 수 있다. 라인 (138) 을 통해 첨가된 수소는 약 50 mol% 이상의 수소, 약 75 mol% 이상의 수소, 약 90 mol% 이상의 수소, 약 95 mol% 이상의 수소, 약 99 mol% 이상의 수소, 또는 약 99.9 mol% 이상의 수소일 수 있다. 라인 (138) 을 통해 첨가된 수소는 일산화탄소 및/또는 이산화탄소를 함유할 수 있다.
하나 이상의 구현예에서, 라인 (163) 에서 C2-결핍 하부에 존재하는 메틸아세틸렌 및/또는 프로파디엔 중 약 75%, 약 80%, 약 90%, 약 95%, 약 99%, 또는 약 99.9% 은 MAPD 전환기 (165) 에서 프로필렌으로 전환될 수 있다. 라인 (167) 을 통한 수소화 혼합물 중 메틸아세틸렌 농도는 약 1 mol% 이하, 약 0.5 mol%, 약 0.1 mol%, 약 0.05 mol%, 약 0.03 mol%, 약 0.01 mol% 이하일 수 있다. 라인 (167) 을 통해 수소화 혼합물 중 프로파디엔 농도는 약 1 mol% 이하, 약 0.5 mol%, 약 0.1 mol%, 약 0.05 mol%, 약 0.03 mol%, 약 0.01 mol% 이하일 수 있다.
MAPD 전환기 (165) 는 라인 (163) 에서 C2-결핍 하부에 존재하는 임의의 메틸아세틸렌 및/또는 프로파디엔 중 일부 이상을 프로필렌으로 전환하는데 적합한 하나 이상의 시스템, 장치, 또는 시스템 및/또는 장치의 조합물을 포함할 수 있다. 하나 이상의 구현예에서, MAPD 전환기 (165) 는 하나 이상의 촉매층을 함유할 수 있다. 하나 이상의 구현예에서, 하나 이상의 촉매층은 고정층, 유동층, 에불레이팅층, 슬러리층, 이동층, 버블링층, 임의의 기타 적합한 유형의 촉매층 또는 이의 조합일 수 있다. 하나 이상의 구현예에서, MAPD 전환기 (165) 내의 촉매는 제한 없이 하나 이상의 팔라듐-기반 촉매, 예컨대 이용가능한 촉매 판매사 예컨대 Axens, CRI Catalyst Company, 또는 Sud-Chemie 또는 이의 임의의 혼합물을 포함할 수 있다.
감소된 농도의 메틸아세틸렌 및/또는 프로파디엔을 갖는 C2-결핍 하부는 라인 (167) 을 통해 증기-액체 분리기 ("C3 스플리터") (170) 에 도입되어, 라인 (172) 를 통해 프로필렌-풍부 오버헤드 ("제 3 생성물") 및 라인 (174) 를 통해 프로판-풍부 하부 ("제 4 생성물") 를 제공할 수 있다. 나타내지 않기는 했지만, 하나 이상의 구현예에서 라인 (174) 의 제 4 생성물 모두 또는 일부는 라인 (102) 에서 탄화수소 모두 또는 일부를 제공하는데 사용된 열분해 공정에 리사이클될 수 있다. 하나 이상의 구현예에서, 라인 (174) 에서 제 4 생성물 중 약 5% 이상, 약 25% 이상, 약 50% 이상, 약 75% 이상, 약 85% 이상, 약 90% 이상, 약 95% 이상, 약 99% 이상, 또는 약 99.9% 이상은 라인 (102) 에서 탄화수소 모두 또는 일부를 제공하는데 사용된 열분해 공정에 리사이클될 수 있다.
도 2 는 하나 이상의 구현예에 따른, 도 1 에 나타낸 예시적 칠링 시스템 (200) 을 도시하고 있다. 칠링 시스템 (200) 은 도 1 을 참조로 상기 논의 및 기재된 바와 같은, 제 1 냉각기 (140) 및 제 2 냉각기 (145) 를 포함할 수 있다. 하나 이상의 구현예에서, 제 1 냉각기 (140) 은 하나 이상의 열 교환기 (4 개가 (205), (210), (215), (220) 으로 나타남) 및 하나 이상의 증기/액체 분리기 "녹-아웃 드럼 (knock-out drum)" (225) 를 포함할 수 있다. 하나 이상의 구현예에서, 제 2 냉각기 (145) 는 하나 이상의 열 교환기 (230) (9 개가 나타남), 하나 이상의 녹-아웃 드럼 (2 개가 (235), (240) 으로 나타남), 및 콜드박스로 산업에서 전형적으로 공지된 하나 이상의 다중-패스 교환기 (250) 를 포함할 수 있다. 열 교환기 (205), (210), (215) 및 (220) 은 쉘-및-튜브 열 교환기일 수 있고 열 교환기 (230) 은 코어형 열 교환기일 수 있다. 다중-패스 열 교환기 또는 콜드박스 (250) 은 절연 박스 내에 일부 이상 함유된 납땜된 알루미늄 열 수송 코어를 사용하여 하나 이상의 스트림을 냉각 및/또는 가열하기 위해 배열된 하나 이상의 열 교환기이거나 이를 포함할 수 있다. 예를 들어, 나타낸 바와 같이 콜드박스 (250) 은 3 개의 열 교환기 (230) 을 포함할 수 있다.
라인 (136) 을 통해 수소화 혼합물은 열 교환기 (205), (210), (215) 및 (220) 에 연속으로 도입되어 라인 (222) 를 통해 일부 이상 응축된 수소화 혼합물을 제공할 수 있다. 나타내지 않기는 하였지만, 라인 (136) 을 통해 수소화 혼합물은 둘 이상의 열 교환기에 동시에, 연속으로/동시에 및/또는 동시에/연속으로 도입되어, 라인 (222) 를 통해 일부 이상 응축된 수소화 혼합물을 제공할 수 있다.
라인 (222) 를 통해 일부 이상 응축된 수소화 혼합물은 녹-아웃 드럼 (225) 에 도입되어, 라인 (142) 를 통해 냉각 수소화 혼합물 및 라인 (144) 를 통해 기체 수소화 혼합물을 제공할 수 있다. 라인 (144) 를 통해 기체 수소화 혼합물은 열 교환기 (230) 중 하나 이상 (1 개가 나타남) 및 녹-아웃 드럼 (235) 에 도입되어, 라인 (147) 을 통해 응축 수소화 혼합물 및 라인 (237) 을 통해 테일 가스를 제공할 수 있다. 라인 (237) 을 통해 테일 가스는 열 교환기 (230) 중 하나 이상 (1 개가 나타남) 및 녹-아웃 드럼 (240) 에 도입되어, 라인 (241) 을 통해 수소-풍부 테일 가스 및 라인 (243) 을 통해 수소-결핍 테일 가스를 제공할 수 있다.
하나 이상의 구현예에서, 라인 (241) 을 통해 수소-풍부 테일 가스는 하나 이상의 열 교환기 (230) (2 개가 나타남) 을 통해 도입되어, 라인 (245) 를 통해 가열된 수소-풍부 테일 가스를 제공할 수 있다. 하나 이상의 구현예에서, 라인 (243) 을 통해 수소-결핍 테일 가스는 하나 이상의 열 교환기 (230) (2 개가 나타남) 을 통해 도입되어, 라인 (247) 을 통해 가열된 수소-결핍 테일 가스를 제공할 수 있다. 도 1 에 나타낸 바와 같이, 라인 (245) 를 통해 수소-풍부 테일 가스 및 라인 (247) 을 통해 수소-결핍 테일 가스는 콜드박스 (250) 에 도입되어, 라인 (149) 를 통해 수소-풍부 테일 가스 및 라인 (151) 을 통해 수소-결핍 테일 가스를 제공할 수 있다.
하나 이상의 구현예에서, 라인 (251) 을 통해 프로필렌은 하나 이상의 압축기 (253) 에 도입되어, 라인 (255) 를 통해 압축 프로필렌을 제공할 수 있다. 하나 이상의 구현예에서, 라인 (251) 에서 프로필렌의 압력은 하나 이상의 압축기 (253) 에 통과시켜, 약 1,500 kPa 이상, 약 2,000 kPa 이상, 약 2,500 kPa 이상, 또는 약 3,000 kPa 이상으로 증가될 수 있다. 라인 (255) 에서 압축된 프로필렌은 약 40℃, 약 45℃, 약 50℃, 또는 약 55℃ 내지 약 80℃, 약 85℃, 약 90℃, 또는 약 95℃ 의 온도일 수 있다. 나타내지 않기는 하였지만, 하나 이상의 구현예에서, 압축기 (253) 으로부터의 압축 프로필렌은 간접 열 교환을 통해 냉각되어, 라인 (255) 를 통해 압축 프로필렌을 제공할 수 있다.
압축기 (253) 은 제 2 압력에서 유체를 제공하기 위해 제 1 압력에서 유체를 압축하는데 적합한 하나 이상의 시스템, 장치 또는 시스템 및/또는 장치의 조합물을 포함할 수 있고, 여기서 제 2 압력은 제 1 압력 초과이다. 압축기 (253) 은 하나 이상의 단계, 둘 이상의 별도의 및 독립적인 압축기 또는 이의 조합물을 포함할 수 있다. 압축기 (253) 은 임의의 둘 이상의 압축기 및/또는 압축기 단계 사이에 하나 이상의 중간냉각기를 포함할 수 있다. 축동력은 하나 이상의 전기 모터, 스팀 터빈, 기체 터빈 또는 이의 임의의 조합을 통해 하나 이상의 압축기 (253) 에 공급될 수 있다.
하나 이상의 구현예에서, 라인 (255) 를 통해 프로필렌은, 열이 프로필렌으로부터 각각 라인 (245) 및 (247) 을 통해 도입된 수소-풍부 테일 가스 및/또는 수소-결핍 테일 가스에 간접적으로 수송될 수 있는, 콜드박스 (250) 에 도입될 수 있다. 라인 (257) 을 통해 냉각 프로필렌은 콜드박스 (250) 으로부터 회수될 수 있다.
하나 이상의 구현예에서, 라인 (151) 을 통해 수소-결핍 테일 가스의 일부 이상은 압축기 (105) 에 리사이클될 수 있다. 예를 들어, 라인 (151) 을 통해 수소-결핍 테일 가스 일부 이상은 압축기 (105) 의 제 2 단계 (108) 에 리사이클될 수 있다. 하나 이상의 구현예에서, 라인 (149) 를 통해 수소-풍부 테일 가스는 생성물로서 칠링 시스템 (200) 으로부터 회수될 수 있다. 하나 이상의 구현예에서, 라인 (151) 을 통해 수소-풍부 테일 가스는 각각 라인 (138) 및 (164) 를 통해 하나 이상의 반응기 시스템 (135) 및/또는 (165) 에 도입될 수 있다.
본 발명의 개시 내용의 구현예는 또한 하기 문단 중 어느 하나 이상에 관한 것이다:
1. 하기 단계를 포함하는 하나 이상의 올레핀을 분리하는 방법: C1 내지 C20 탄화수소를 포함하는 탄화수소로부터 하나 이상의 C3 및 더 중질의 탄화수소 중 일부 이상을 분리하여, 메탄, 에탄, 에틸렌 및 아세틸렌을 포함하는 제 1 탄화수소 혼합물을 제공하는 단계; 아세틸렌 중 일부 이상을 에탄 및 에틸렌으로 전환하기 위해 제 1 탄화수소 혼합물 중 일부 이상을 수소화하는 단계; 수소화 혼합물로부터 메탄 중 일부 이상을 분리하여, 에탄 및 에틸렌을 포함하는 제 2 탄화수소 혼합물을 제공하는 단계; 및 제 2 탄화수소 혼합물로부터 에틸렌 중 일부 이상을 분리하여, 95 mol% 이상의 에틸렌을 포함하는 제 1 생성물 및 95 mol% 이상의 에탄을 포함하는 제 2 생성물을 제공하는 단계, 여기서 에틸렌은 약 360 kPa 내지 약 4,000 kPa 의 압력에서 제 2 탄화수소 혼합물로부터 분리됨.
2. 단락 1 에 있어서, 제 2 생성물 중 일부 이상을 열분해로에 수송하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
3. 단락 1 또는 단락 2 에 있어서, 하나 이상의 C3 및 더 중질의 탄화수소가 약 400 kPa 내지 약 3,000 kPa 의 압력에서 C1 내지 C20 탄화수소를 포함하는 탄화수소로부터 분리되는 방법.
4. 단락 1 내지 3 중 어느 한 단락에 있어서, 메탄이 약 600 kPa 내지 약 4,200 kPa 의 압력에서 수소화 혼합물로부터 분리되고, 에틸렌이 약 500 kPa 내지 약 2,500 kPa 의 압력에서 제 2 탄화수소 혼합물로부터 분리되는 방법.
5. 단락 1 내지 4 중 어느 한 단락에 있어서, C1 내지 C20 탄화수소를 포함하는 탄화수소 중 일부 이상이 유체 촉매 크래커, 열분해 공정 또는 이의 조합에서 C4+ 탄화수소를 함유하는 중질 탄화수소를 크래킹하여 제조되는 방법.
6. 단락 1 내지 5 중 어느 한 단락에 있어서, 하나 이상의 C3 및 더 중질의 탄화수소가 약 800 kPa 내지 약 2,000 kPa 의 압력에서 C1 내지 C20 탄화수소를 포함하는 탄화수소로부터 분리되고, 메탄이 약 900 kPa 내지 약 3,500 kPa 의 압력에서 수소화 혼합물로부터 분리되고, 에틸렌이 약 500 kPa 내지 약 2,500 kPa 의 압력에서 제 2 탄화수소 혼합물로부터 분리되는 방법.
7. 단락 1 내지 6 중 어느 한 단락에 있어서, 제 1 탄화수소 혼합물이 촉매의 존재 하에 수소화되는 방법.
8. 단락 1 내지 7 중 어느 한 단락에 있어서, C1 내지 C20 탄화수소를 포함하는 탄화수소 중 메탄 농도가 12 mol% 미만인 방법.
9. 하기 단계를 포함하는 하나 이상의 올레핀의 분리 방법:
하나 이상의 C1-C20 탄화수소, 물, 하나 이상의 산 기체 및 수소를 포함하는 기체를 압축하는 단계; 하나 이상의 산 기체의 일부 이상을 제거하기 위해 압축 유체의 일부 이상을 스크러빙하는 단계; 0.5 mol% 미만의 물을 함유하는 탈수소화 유체를 제공하기 위해 압축 유체로부터 물의 일부 이상을 분리하는 단계, 여기서 탈수소화 유체는 하나 이상의 C1-C20 탄화수소를 포함함; 하나 이상의 C1-C3 탄화수소를 포함하는 탄화수소를 제공하기 위해 탈수소화 유체로부터 하나 이상의 C4 및 더 중질의 탄화수소 중 일부 이상을 분리하는 단계; 에탄, 에틸렌, 아세틸렌 및 메탄을 포함하는 제 1 탄화수소 혼합물을 제공하기 위해, 하나 이상의 C1-C3 탄화수소를 포함하는 탄화수소로부터 하나 이상의 C3 탄화수소 중 일부 이상을 분리하는 단계; 아세틸렌의 일부 이상을 에탄 및 에틸렌으로 전환하기 위해 제 1 탄화수소 혼합물 중 일부 이상을 수소화하는 단계; 에탄 및 에틸렌을 포함하는 제 2 탄화수소 혼합물을 제공하기 위해 수소화 혼합물로부터 메탄 중 일부 이상을 분리하는 단계; 및 95 mol% 이상의 에틸렌을 포함하는 제 1 생성물 및 95 mol% 이상의 에탄을 포함하는 제 2 생성물을 제공하기 위한 제 2 탄화수소 혼합물로부터 에틸렌 중 일부 이상을 분리하는 단계, 여기서 에틸렌은 약 360 kPa 내지 약 4,000 kPa 의 압력에서 제 2 탄화수소 혼합물로부터 분리됨.
10. 단락 9 에 있어서, 열분해로에 제 2 생성물 모두 또는 일부를 수송하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
11. 단락 9 또는 10 에 있어서, 기체가 15 mol% 미만의 메탄 농도를 갖는 방법.
12. 단락 9 내지 11 중 어느 한 단락에 있어서, 기체가 15 mol% 미만의 수소 농도를 갖는 방법.
13. 단락 9 내지 12 중 어느 한 단락에 있어서, 하나 이상의 C4 및 더 중질의 탄화수소가 약 500 kPa 내지 약 3,500 kPa 의 압력에서 탈수소화 유체로부터 분리되는 방법.
14. 단락 9 내지 13 중 어느 한 단락에 있어서, 하나 이상의 C3 탄화수소가 약 400 kPa 내지 약 3,000 kPa 의 압력에서 하나 이상의 C1-C3 탄화수소를 포함하는 탄화수소로부터 분리되는 방법.
15. 단락 9 내지 14 중 어느 한 단락에 있어서, 하나 이상의 C1-C3 탄화수소를 포함하는 탄화수소 중 일부 이상이 유동 촉매 크래커, 열분해 공정 또는 이의 조합에서 C4+ 탄화수소를 함유하는 중질 탄화수소를 크래킹하여 제조되는 방법.
16. 단락 9 내지 15 중 어느 한 단락에 있어서, 에틸렌이 약 500 kPa 내지 약 2,500 kPa 의 압력에서 제 2 탄화수소 혼합물로부터 분리되는 방법.
17. 단락 9 내지 16 중 어느 한 단락에 있어서, 하나 이상의 C3 및 더 중질의 탄화수소가 약 800 kPa 내지 약 2,000 kPa 의 압력에서 C1 내지 C20 탄화수소를 포함하는 탄화수소로부터 분리되고, 메탄이 약 900 kPa 내지 약 3,500 kPa 의 압력에서 수소화 혼합물로부터 분리되고, 에틸렌이 약 500 kPa 내지 약 2,500 kPa 의 압력에서 제 2 탄화수소 혼합물로부터 분리되는 방법.
18. 하기를 포함하는, 하나 이상의 올레핀의 제조를 위한 시스템: 에탄, 에틸렌 및 아세틸렌을 포함하는 제 1 탄화수소 혼합물을 제공하기 위한 C1 내지 C20 탄화수소를 포함하는 탄화수소로부터 하나 이상의 C3 및 더 중질의 탄화수소 중 일부 이상을 분리하기 위한 하나 이상의 제 1 분리기; 아세틸렌 중 일부 이상을 에탄 및 에틸렌으로 전환하기 위한 제 1 탄화수소 혼합물 중 일부 이상을 수소화하기 위한 하나 이상의 수소화기 (hydrogenator); 에탄 및 에틸렌을 포함하는 제 2 탄화수소 혼합물을 제공하기 위한 수소화 혼합물로부터 메탄 중 일부 이상을 분리하기 위한 하나 이상의 제 2 분리기; 및 95 mol% 이상의 에틸렌을 포함하는 제 1 생성물 및 95 mol% 이상의 에탄을 포함하는 제 2 생성물을 제공하기 위한 약 360 kPa 내지 약 4,000 kPa 의 압력에서 제 2 탄화수소 혼합물로부터 에틸렌 중 일부 이상을 분리하기 위한 하나 이상의 제 3 분리기.
19. 단락 18 에 있어서, 제 2 생성물 중 일부 이상을 열분해로에 수송하기 위한 리사이클 라인을 추가로 포함하는 시스템.
20. 단락 18 또는 19 에 있어서, C1 내지 C20 탄화수소를 포함하는 탄화수소의 메탄 농도가 12 mol% 미만인 시스템.
21. 하기를 포함하는, 하나 이상의 올레핀의 제조를 위한 시스템: 에탄, 에틸렌 및 아세틸렌을 포함하는 제 1 탄화수소 혼합물을 제공하기 위한 C1 내지 C20 탄화수소를 포함하는 탄화수소로부터 하나 이상의 C3 및 더 중질의 탄화수소 중 일부 이상을 분리하는 수단; 아세틸렌 중 일부 이상을 에탄 및 에틸렌으로 전환하기 위한 제 1 탄화수소 혼합물 중 일부 이상을 수소화하는 수단; 에탄 및 에틸렌을 포함하는 제 2 탄화수소 혼합물을 제공하기 위한 수소화 혼합물로부터 메탄 중 일부 이상을 분리하는 수단; 및 95 mol% 이상의 에틸렌을 포함하는 제 1 생성물 및 95 mol% 이상의 에탄을 포함하는 제 2 생성물을 제공하기 위한 약 360 kPa 내지 약 4,000 kPa 의 압력에서 제 2 탄화수소 혼합물로부터 에틸렌 중 일부 이상을 분리하는 수단.
22. 제 21 항에 있어서, 열분해로에 제 2 생성물 모두 또는 일부를 수송하는 수단을 추가로 포함하는 시스템.
23. C1 내지 C20 탄화수소를 포함하는 탄화수소의 메탄 농도가 12 mol% 미만인 시스템.
24. 단락 1 내지 23 중 어느 한 단락에 있어서, 에틸렌이 약 400 kPa 내지 약 4,000 kPa 의 압력에서 제 2 탄화수소 혼합물로부터 분리되는 방법 또는 시스템.
25. 단락 1 내지 24 중 어느 한 단락에 있어서, 에틸렌이 약 600 kPa 내지 약 4,000 kPa 의 압력에서 제 2 탄화수소 혼합물로부터 분리되는 방법 또는 시스템.
26. 단락 1 내지 25 중 어느 한 단락에 있어서, 에틸렌이 약 800 kPa 내지 약 4,000 kPa 의 압력에서 제 2 탄화수소 혼합물로부터 분리되는 방법 또는 시스템.
27. 단락 1 내지 26 중 어느 한 단락에 있어서, 에틸렌이 약 1,000 kPa 내지 약 4,000 kPa 의 압력에서 제 2 탄화수소 혼합물로부터 분리되는 방법 또는 시스템.
28. 단락 1 내지 27 중 어느 한 단락에 있어서, 에틸렌이 약 1,400 kPa 내지 약 4,000 kPa 의 압력에서 제 2 탄화수소 혼합물로부터 분리되는 방법 또는 시스템.
29. 단락 1 내지 28 중 어느 한 단락에 있어서, 에틸렌이 약 1,600 kPa 내지 약 4,000 kPa 의 압력에서 제 2 탄화수소 혼합물로부터 분리되는 방법 또는 시스템.
30. 단락 1 내지 29 중 어느 한 단락에 있어서, 에틸렌이 400 kPa 이상 및 4,000 kPa 미만의 압력에서 제 2 탄화수소 혼합물로부터 분리되는 방법 또는 시스템.
31. 단락 1 내지 30 중 어느 한 단락에 있어서, 에틸렌이 600 kPa 이상 내지 4,000 kPa 미만의 압력에서 제 2 탄화수소 혼합물로부터 분리되는 방법 또는 시스템.
32. 단락 1 내지 31 중 어느 한 단락에 있어서, 에틸렌이 800 kPa 이상 및 4,000 kPa 미만의 압력에서 제 2 탄화수소 혼합물로부터 분리되는 방법 또는 시스템.
33. 단락 1 내지 32 중 어느 한 단락에 있어서, 에틸렌이 1,000 kPa 이상 및 4,000 kPa 미만의 압력에서 제 2 탄화수소 혼합물로부터 분리되는 방법 또는 시스템.
34. 단락 1 내지 33 중 어느 한 단락에 있어서, 에틸렌이 1,400 kPa 이상 및 4,000 kPa 미만의 압력에서 제 2 탄화수소 혼합물로부터 분리되는 방법 또는 시스템.
35. 단락 1 내지 34 중 어느 한 단락에 있어서, 에틸렌이 1,600 kPa 이상 및 4,000 kPa 미만의 압력에서 제 2 탄화수소 혼합물로부터 분리되는 방법 또는 시스템.
특정 구현예 및 특징이 수치 상한의 설정 및 수치 하한의 설정을 사용하여 기재되었다. 임의의 두 값의 조합, 예를 들어 임의의 낮은 값과 임의의 높은 값의 조합, 임의의 두 낮은 값의 조합 및/또는 임의의 두 높은 값의 조합을 포함하는 범위가 달리 나타내지 않는 한 고려된다는 것에 유의해야 한다. 특정 하한, 상한 및 범위는 아래 하나 이상의 청구항에서 드러난다. 모든 수치 값은 "약" 또는 "대략적인" 나타낸 값이고, 실험 오류 및 당업자에 의해 예상될 변수를 고려한다.
다양한 용어가 상기 정의되어 있다. 청구항에 사용된 용어가 상기 정의되어 있지 않으면, 하나 이상의 간행 문헌 또는 발행된 특허에 반영된 용어를 고려하여 관련 기술의 당업자에게 주어지는 가장 넓은 정의가 주어져야 한다. 또한, 본 출원에 언급된 모든 특허, 시험 과정 및 기타 문헌은 상기 개시물이 본 출원과 모순되지 않는 정도까지 및 상기 인용이 허용되는 모든 관할에 대해 완전히 참조 인용된다.
상기는 구현예에 관한 것인 한편, 본 발명의 기타 및 추가 구현예는 그 기본 범주로부터 벗어나지 않으면서 고안될 수 있고, 이의 범주는 하기 청구항에 의해 결정된다.

Claims (20)

  1. 하기 단계를 포함하는, 하나 이상의 올레핀의 분리 방법:
    C1 내지 C20 탄화수소를 포함하는 탄화수소로부터 하나 이상의 C3 및 더 중질의 탄화수소 중 일부 이상을 분리하여, 메탄, 에탄, 에틸렌 및 아세틸렌을 포함하는 제 1 탄화수소 혼합물을 제공하는 단계;
    아세틸렌 중 일부 이상을 에탄 및 에틸렌으로 전환하기 위해 제 1 탄화수소 혼합물 중 일부 이상을 수소화하는 단계;
    수소화 혼합물로부터 메탄 중 일부 이상을 분리하여, 에탄 및 에틸렌을 포함하는 제 2 탄화수소 혼합물을 제공하는 단계; 및
    제 2 탄화수소 혼합물로부터 에틸렌 중 일부 이상을 분리하여, 95 mol% 이상의 에틸렌을 포함하는 제 1 생성물 및 95 mol% 이상의 에탄을 포함하는 제 2 생성물을 제공하는 단계, 여기서 에틸렌은 약 360 kPa 내지 약 4,000 kPa 의 압력에서 제 2 탄화수소 혼합물로부터 분리됨.
  2. 제 1 항에 있어서, 제 2 생성물 중 일부 이상을 열분해로에 수송하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 하나 이상의 C3 및 더 중질의 탄화수소가 약 400 kPa 내지 약 3,000 kPa 의 압력에서 C1 내지 C20 탄화수소를 포함하는 탄화수소로부터 분리되는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 메탄이 약 600 kPa 내지 약 4,200 kPa 의 압력에서 수소화 혼합물로부터 분리되고, 에틸렌이 약 500 kPa 내지 약 2,500 kPa 의 압력에서 제 2 탄화수소 혼합물로부터 분리되는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, C1 내지 C20 탄화수소를 포함하는 탄화수소 중 일부 이상이 유체 촉매 크래커, 열분해 공정 또는 이의 조합에서 C4+ 탄화수소를 함유하는 중질 탄화수소를 크래킹하여 제조되는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 하나 이상의 C3 및 더 중질의 탄화수소가 약 800 kPa 내지 약 2,000 kPa 의 압력에서 C1 내지 C20 탄화수소를 포함하는 탄화수소로부터 분리되고, 메탄이 약 900 kPa 내지 약 3,500 kPa 의 압력에서 수소화 혼합물로부터 분리되고, 에틸렌이 약 500 kPa 내지 약 2,500 kPa 의 압력에서 제 2 탄화수소 혼합물로부터 분리되는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 제 1 탄화수소 혼합물이 촉매의 존재 하에 수소화되는 방법.
  8. 제 1 항에 있어서, C1 내지 C20 탄화수소를 포함하는 탄화수소 중 메탄 농도가 12 mol% 미만인 방법.
  9. 하기 단계를 포함하는, 하나 이상의 올레핀의 분리 방법:
    하나 이상의 C1-C20 탄화수소, 물, 하나 이상의 산 기체 및 수소를 포함하는 유체를 압축하는 단계;
    하나 이상의 산 기체의 일부 이상을 제거하기 위해 압축 유체 중 일부 이상을 스크러빙하는 단계;
    0.5 mol% 미만의 물을 함유하는 탈수소화 유체를 제공하기 위해 압축 유체로부터 물의 일부 이상을 분리하는 단계, 여기서 탈수소화 유체는 하나 이상의 C1-C20 탄화수소를 포함함;
    하나 이상의 C1-C3 탄화수소를 포함하는 탄화수소를 제공하기 위해 탈수소화 유체로부터 하나 이상의 C4 및 더 중질의 탄화수소 중 일부 이상을 분리하는 단계;
    에탄, 에틸렌, 아세틸렌 및 메탄을 포함하는 제 1 탄화수소 혼합물을 제공하기 위해, 하나 이상의 C1-C3 탄화수소를 포함하는 탄화수소로부터 하나 이상의 C3 탄화수소 중 일부 이상을 분리하는 단계;
    아세틸렌의 일부 이상을 에탄 및 에틸렌으로 전환하기 위해 제 1 탄화수소 혼합물 중 일부 이상을 수소화하는 단계;
    에탄 및 에틸렌을 포함하는 제 2 탄화수소 혼합물을 제공하기 위해 수소화 혼합물로부터 메탄 중 일부 이상을 분리하는 단계; 및
    95 mol% 이상의 에틸렌을 포함하는 제 1 생성물 및 95 mol% 이상의 에탄을 포함하는 제 2 생성물을 제공하기 위한 제 2 탄화수소 혼합물로부터 에틸렌 중 일부 이상을 분리하는 단계, 여기서 에틸렌은 약 360 kPa 내지 약 4,000 kPa 의 압력에서 제 2 탄화수소 혼합물로부터 분리됨.
  10. 제 9 항에 있어서, 열분해로에 제 2 생성물 모두 또는 일부를 수송하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  11. 제 9 항에 있어서, 유체가 15 mol% 미만의 메탄 농도를 갖는 방법.
  12. 제 9 항에 있어서, 유체가 15 mol% 미만의 수소 농도를 갖는 방법.
  13. 제 9 항에 있어서, 하나 이상의 C4 및 더 중질의 탄화수소가 약 500 kPa 내지 약 3,500 kPa 의 압력에서 탈수소화 유체로부터 분리되는 방법.
  14. 제 9 항에 있어서, 하나 이상의 C3 탄화수소가 약 400 kPa 내지 약 3,000 kPa 의 압력에서 하나 이상의 C1-C3 탄화수소를 포함하는 탄화수소로부터 분리되는 방법.
  15. 제 9 항에 있어서, 하나 이상의 C1-C3 탄화수소를 포함하는 탄화수소 중 일부 이상이 유동 촉매 크래커, 열분해 공정 또는 이의 조합에서 C4+ 탄화수소를 함유하는 중질 탄화수소를 크래킹하여 제조되는 방법.
  16. 제 9 항에 있어서, 하나 이상의 C3 및 더 중질의 탄화수소가 약 800 kPa 내지 약 2,000 kPa 의 압력에서 C1 내지 C20 탄화수소를 포함하는 탄화수소로부터 분리되고, 메탄이 약 900 kPa 내지 약 3,500 kPa 의 압력에서 수소화 혼합물로부터 분리되고, 에틸렌이 약 500 kPa 내지 약 2,500 kPa 의 압력에서 제 2 탄화수소 혼합물로부터 분리되는 방법.
  17. 제 9 항에 있어서, 에틸렌이 약 500 kPa 내지 약 2,500 kPa 의 압력에서 제 2 탄화수소 혼합물로부터 분리되는 방법.
  18. 하기를 포함하는, 하나 이상의 올레핀의 제조를 위한 시스템:
    에탄, 에틸렌 및 아세틸렌을 포함하는 제 1 탄화수소 혼합물을 제공하기 위한 C1 내지 C20 탄화수소를 포함하는 탄화수소로부터 하나 이상의 C3 및 더 중질의 탄화수소 중 일부 이상을 분리하기 위한 하나 이상의 제 1 분리기;
    아세틸렌 중 일부 이상을 에탄 및 에틸렌으로 전환하기 위한 제 1 탄화수소 혼합물 중 일부 이상을 수소화하기 위한 하나 이상의 수소화기 (hydrogenator);
    에탄 및 에틸렌을 포함하는 제 2 탄화수소 혼합물을 제공하기 위한 수소화 혼합물로부터 메탄 중 일부 이상을 분리하기 위한 하나 이상의 제 2 분리기; 및
    95 mol% 이상의 에틸렌을 포함하는 제 1 생성물 및 95 mol% 이상의 에탄을 포함하는 제 2 생성물을 제공하기 위한 약 360 kPa 내지 약 4,000 kPa 의 압력에서 제 2 탄화수소 혼합물로부터 에틸렌 중 일부 이상을 분리하기 위한 하나 이상의 제 3 분리기.
  19. 제 18 항에 있어서, 제 2 생성물 중 일부 이상을 열분해로에 수송하기 위한 리사이클 라인을 추가로 포함하는 시스템.
  20. 제 18 항에 있어서, C1 내지 C20 탄화수소를 포함하는 탄화수소의 메탄 농도가 12 mol% 미만인 시스템.
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