NO173934B - Fremgangsmaate for separering av c2+- eller av c3+- eller av c4-hydrocarboner fra en gassblanding - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte for å separere tyngre hydrocarboner fra én gassblanding som inneholder de sistnevnte og laverekokende komponenter, ved separering ved rektifikasjon.

Delvis kondensasjon representerer en enkel separer-ingsprosess hvor en gasstrøm som skal oppdeles, oppdeles i en separator i to fraksjoner med forskjellig sammensetning ganske enkelt ved temperatursenkning til under duggpunktet og påfølgende faseseparering. Det dreier seg da om en uskarp separering med bare ettlikevektstrinn, hvor høyerekokende komponenter anrikes i kondensatet og letterekokende komponenter anrikes i gassfasen. På grunn av den lille separer-ingsskarphet blir slike prosesser i det vesentlige anvendt som forsepareringstrinn før en større fraksjoneringsenhet, for eksempel før en rektifikasjonskolonne.

En skarpere separering, som imidlertid er dyrere, er mulig for eksempel ved anvendelse av en deflegmator henholdsvis en tilbakeløpskondensator. I en tilbake-løpskondensator blir gassblandingen som strømmer opp-

ad, avkjølt ved indirekte varmeveksling med et kjølemedium, fortrinnsvis den kalde ukondenserte gass, hvorved stadig flere bestanddeler av gassblandingen kondenseres med tiltag-ende avkjøling og synker nedad i motsatt retning i forhold til gasstrømmen. Den derved dannede væske kommer derved i varme- og stoffveksling med den oppstigende gassblanding, slik at det i tilbakeløpskondensatoren finner sted en rek-tif ikasjonsmessig gasseparering. Den tunge komponent som skal fraskilles, kan fjernes fra bunnen av tilbakeløpskon-densatoren, mens den kalde gass som oventil kommer ut fra tilbakeløpskondensatoren og vidtgående er befridd for den tunge komponent, for eksempel efter en kuldeytende avspenning kan tilføres som kjølemiddel gjennom tilbakeløpskondensatoren i motstrøm til gassblandingen som skal oppdeles, hvor den ved indirekte varmeveksling tilnærmet igjen oppvarmes til utgangstemperaturen før den tilføres for en annen anvendelse. I tilbakeløpskondensatoren blir vanligvis for avkjølingen av gassblandingen varmevekslere bygget inn som på grunn av deres spesielle utførelse, for eksempel .kveilede varmevekslere

eller som platevarmevekslere, bevirker en intens kontakt mellom den oppadstrømmende gassblanding og den nedadfallende væske.

Fra EP-A 126 309 er f.eks. en slik fremgangsmåte kjent, hvor en gassblanding som høyst inneholder 10% C^-hydrocarboner og minst 65% methan og lettere komponenter, oppdeles under anvendelse av en deflegmator eller tilbake-løpskondensator.

Anvendelsen av en tilbakeløpskondensator istedenfor

en vanlig rektifikasjonskolonne byr spesielt ut fra termo-dynamiske synspunkter på fordeler da tilbakeløpet som er nød-vendig for rektifikasjonen av gassblandingen, blir dannet i tilbakeløpskondensatoren selv ved glidende temperatur, mens det samlede tilbakeløp ved en rektifikasjonskolonne tilveiebringes ved laveste temperatur og må tilføres på kolonnetoppen. Den kjensgjerning at tilbakeløpet ved glidende temperatur dannes fra gassblandingen som sådan, kan imidlertid i spesielle tilfeller også tale mot anvendelse av en til-bakeløpskondensator. Når for eksempel gassblandingen som skal oppdeles, i det vesentlige består av komponenter med kokepunkter som ligger langt fra hverandre, kondenseres allerede en stor del av den høyerekokende komponent kort under duggpunktet i det nedre område av tilbakeløpskjøleren. Dersom denne komponent imidlertid skal fraskilles med høyere utbytte, må temperaturer langt under duggpunktet innstilles, for eksempel inntil 100°C under duggpunktet. Et slikt ujevnt kondensasjonsforløp er ikke gunstig fordi stadig mindre kondensat blir nydannet ved synkende temperatur, dvs. at et stadig mindre tilbakeløp blir dannet for det øvre område av tilbakeløpskjøleren. Dette har til følge at rektifikasjonen blir ineffektiv og at den samlede tilbakeløpskondensasjon kan bli tvilsom.

Til grunn for oppfinnelsen lå det problem å tilveie-bringe en fremgangsmåte av den ovennevnte type slik at separeringen av C2+ -hhv. C^+- eller overveiende C4~hydrocarboner skal oppnås med høyt utbytte og sterk anrikning på mest mulig enkel måte fra en gassblanding som dessuten inneholder lettere komponenter.

Denne oppgave løses ifølge oppfinnelsen som angår en fremgangsmåte for å separere tyngre hydrocarboner fra en gassblanding som inneholder de sistnevnte og laverekokende komponenter, ved separering ved rektifikasjon, hvor gassblandingen blir delvis kondensert og innmatet i en separeringskolonne ved hvis bunn en fraksjon som er rik på tyngre hydrocarboner fjernes, og ved hvis topp en fraksjon som er rik på laverekokende komponenter fjernes, idet en del av toppfraksjonen kondenseres og innmates som tilbakeløp i toppen av separeringskolonnen, og fremgangsmåten er særpreget ved at gassblandingen først avkjøles i en varmeveksler inntil en mindre del av C2+~' C3+~ eller C4-hydrocarbonene t av mindre enn 40% av den mengde som skal separeres, kondenseres, hvorpå den innføres i det nedre område av en separeringskolonne,

at en gassformig fraksjon som inneholder ^2+"' ^3+~

eller C^-hydrocarboner fjernes fra det øvre område av separeringskolonnen og at denne fraksjon ytterligere avkjøles i en ytterligere varmeveksler og delvis kondenseres, hvorpå den delvis kondenserte bestanddel som inneholder bestanddeler, som fortsatt skal gjenvinnes, av tunge hydrocarboner, innmates som tilbakeløp i toppen av separeringskolonnen, og at C2+~' C3+~ eHer C^-hydrocarboner fjernes fra separeringskolonnens bunn som en produktstrøm.

Gassblandingen som kommer inn for C^-separeringen,

skal være slik beskaffet at C^-hydrocarbonene utgjør mer en 50 mol% av hydrocarbonene som inneholdes i gassblandingen.

Ved den foreliggende fremgangsmåte blir gassblandingen først avkjølt så langt under dens duggpunkt at en del av ^ 2+~ hhv. C 3+- eller C4-hydrocarbonene utfelles som kondensat. Denne avkjøling blir imidlertid bare ført så langt at kondensatdannelsen er forholdsvis liten og ligger under 40% av den mengde som skal fraskilles, spesielt under 30% og fortrinnsvis under 20% av hydrocarbonmengden som skal av-kjøles. Dersom kondensatmengden ligger innen høyere områder, vil den i denne oppløste mengde av lette komponenter som regel bli så stor at den ønskede produktrenhet for & 2+~ nnv-^ 2+~ eH-er C^-f raks jonen ikke blir nådd fordi kondensatet ikke eller i det minste bare i liten grad blir separert i separeringskolonnen fordi innmatingen finner sted i det nedre

kolonneområde.

For en gunstig avkjøling er det i flere tilfeller fornuftig å underskride gassblandingens duggpunkt med høyst 20°C, fortrinnsvis høyst 10°C, dersom C^-hydrocarbonene skal bli fraskilt. Dessuten er det fornuftig å underskride gassblandingens duggpunkt med høyst 80°C, fortrinnsvis høyst 60°C, dersom separering av +-hydrocarboner tilstrebes, og å av-kjøle med høyst 120 C, fortrinnsvis høyst 100°C, under duggpunktet dersom C2+-hydrocarboner skal fraskilles. Det antas da at innholdet av høyere hydrocarboner i forhold til innholdet av C^- hhv. C^-hydrocarboner er forholdsvis lavt. Med høye andeler av tyngre hydrocarboner som jo fører til et høyt duggpunkt for gassen, kan derimot også sterkere duggpunktsunderskridelser finne sted, hvorved underkjølingen alltid skal føres så langt at en ønsket andel av C^- hhv. C2-hydrocarbonene som skal fraskilles, blir kondensert.

Den påfølgende rektifikasjon utmerker seg ved den foreliggende fremgangsmåte ved forholdsvis små temperatur-forskjeller mellom toppen og bunnen av rektifikasjonskolonnen. Denne temperaturforskjell ligger vanligvis under 25°C, fortrinnsvis under 20°C, fortrinnsvis ved 15°C. For å ut-føre fremgangsmåten er en enkel separeringskolonne med minst to likevektstrinn egnet, for eksempel en kolonne med to til ti plater,fortrinnsvis med tre til seks plater hhv. med en chargering som tilsvarer et slikt plateantall.

Den gassformige fraksjon som trekkes av fra toppen av separeringskolonnen, inneholder fremdeles endel C^- hhv. Cg+- eller -C^-hydrocarboner, og denne del må gjenvinnes for å oppnå et ønsket høyt utbytte. Dertil kommer at den gassformige fraksjon i en varmeveksler blir ytterligere avkjølt og delvis kondensert på grunn av indirekte varmeveksling. Avkjølingen føres så langt at alle bestanddeler av tyngre hydrocarboner som fremdeles skal gjenvinnes, derved vil gå over i kondensatet som derefter påmates på separeringskolonnens topp som tilbakeløp. Hvilken ytterligere avkjøling som oppnås ved den videre avkjøling, er avhengig av det ønskede utbytte av tunge hydrocarboner såvel som av gass-sammensetningen som foreligger i det enkelte tilfelle. Typiske verdier for den videre temperatursenkning ligger ved minst 3 0°C, fortrinnsvis ved mer enn 40°C, for eksempel ved 50°C.

Ved den foreliggende fremgangsmåte står tilbakeløpet for rektifikasjonen allerede fullstendig til disposisjon på den øverste plate i rektifikasjonskolonnen. Dermed blir varme og materialovergang frakoplet for separeringsprosessen slik dette overensstemmer med det spesielle kondensasjonsforløp for gassblandingen som skal oppdeles.

Kondensatet som er blitt fraskilt ved den ytterligere delvise kondensasjon og tilbakeført til separeringskolonnen, blir i henhold til en gunstig utførelsesform av oppfinnelsen igjen oppvarmet før innmatningen i separeringskolonnen for på denne måte å forbedre kuldegjenvinningen ved fremgangsmåten.

Den vesentlige idé som ligger til grunn for oppfinnelsen, består i at utbyttet av de- tunge hydrocarboner (C2+, C3+ hhv. C4) som skal fraskilles, kan reguleres ved valg av temperaturen ved den videre avkjøling og at innholdet av lette hydrocarboner (C^ hhv. C2_- eller Cg_-hydrocarboner) kan reguleres ved valg av den temperatur som skal innstilles ved forkjølingen, uavhengig av hverandre. Dette gjør det mulig å utføre separeringsprosessen såvel

med høyt utbytte som med forholdsvis høy produktrenhet til tross for dens enkle prosessføring. Konsentrasjonen av de komponenter i kondensatet som koker lettere enn C2~, C^- hhv. enn C^-hydrocarbonene, idet kondensatet fjernes fra det nedre område av separeringskolonnen, kan reguleres til under 20%, fortrinnsvis under 10%, spesielt under 5%. På den annen side kan den ytterligere avkjøling av den gassformige fraksjon som fjernes fra det øvre område av separeringssøylen, utføres så langt at innholdet av C2+- hhv. Cg_- eller (^-hydrocarboner i den derved ikke kondenserte fraksjon, ligger under 15%, fortrinnsvis under 10%, spesielt under 5%. Ved utfør-else av den foreliggende fremgangsmåte er C2+-, Cg+- hhv. C^-utbytter på 80%, fortrinnsvis på over 90%, spesielt på over 95%, oppnåelig ved høy produktrenhet.

Ved en ytterligere utførelsesform av den foreliggende fremgangsmåte kan den fraksjon som ennu ikke er kondensert ved videre avkjøling, tilføres til et ytterligere tredje kjøletrinn og i dette på ny utsettes for en delvis kondensasjon. Denne prosessføring er for eksempel gunstig når gassen som skal oppdeles, har en betraktelig hydrogenandel og hydrogenet skal utvinnes i anriket form som ytterligere produktfraksjon. Den videre avkjøling kan da utføres så langt at alle øvrige komponenter kondenseres ut så langt at en ønsket hydrogenrenhet oppnås.

Likeledes kan ifølge en gunstig utførelsesform av oppfinnelsen den ved den videre avkjøling av gassblandingen ikke-kondenserte bestanddel oppvarmes i varmeveksling mot den gassformige fraksjon som skal avkjøles, og derefter; i varmeveksling mot den gassblanding som skal avkjøles. Denne bestanddel står derefter til disposisjon som ytterligere produktkomponent tilnærmet ved omgivelsestemperatur.

For å dekke fremgangsmåtens kuldebehov er det gunstig

å avspenne den efter det siste kjøletrinn gassformig gjenværende fraksjon arbeidsytende og derefter å oppvarme denne mot prosesstrømmene som skal avkjøles. Dersom den kjølevirkning som derved oppnås ikke er tilstrekkelig for å dekke fremgangsmåtens kuldebehov, kan ytterligere avkjøling tilveiebringes ved hjelp av ekstern kulde, for eksempel ved hjelp av et kjølekretsløp. Det er selvfølgelig også mulig å dekke det samlede kuldebehov ved hjelp av ekstern kulde dersom i det enkelte tilfelle den ikke-kondenserte fraksjon skal til-føres for en videre bearbeiding ved lav temperatur.

Ytterligere enkeltheter ved oppfinnelsen vil nedenfor bli forklart ved hjelp av de utførelseseksempler som skjemat-isk er vist på figurene.

Av disse viser:

Figur 1 en første utførelsesform av oppfinnelsen,

Figur 2 en ytterligere utførelsesform av oppfinnelsen med et efterkoplet tredje kjøletrinn og Figur 3 en variant av den utførelsesform av oppfinnelsen som er vist på Figur 2, Figur 4 en utførelsesform av oppfinnelsen hvor C^-hydrocarboner blir fraskilt.

I henhold til det utførelseseksempel som er vist på

Figur 1 blir gassblandingen som skal oppdeles, via en ledning 1 først tilført til en forkjølingsvarmeveksler 2 og i denne avkjølt så langt at endel av de tyngre hydrocarboner som skal fraskilles, delvis kondenseres. Blandingen blir derefter via en ledning 3 innført i det nedre område av en separeringskolonne 4. De ikke-kondenserte andeler av gassblandingen strømmer gjennom en fylling som er anordnet i separeringskolonnen 4, hvorved de i motstrøm til nedad-strømmende tilbakeløpsvæske foretar en materialveksling, slik at ytterligere tunge komponenter blir fraskilt fra gassblandingen. Den gassformige fraksjon som fjernes fra separeringskolonnens 4 topp, blir via en ledning 5 tilført til en ytterligere varmeveksler 6 og i denne avkjølt så langt at de tunge hydrocarboner som fremdeles er igjen i den gassformige fraksjon, blir utkondensert så langt som dette er i overensstemmelse med det ønskede utbytte. Den delvis kondenserte strøm kommer via en ledning 7 inn i en separator 8 i hvilken det dannede kondensat fraskilles, fjernes via en ledning 9 og ved hjelp av en pumpe 10 transporteres gjennom varmeveksleren 6 før det til slutt via en ledning 11 påmates som tilbakeløpsvæske på toppen av separeringskolonnen 4. De lette bestanddeler som inneholdes i kondensatet, blir igjen fraskilt ved gjennomstrømning gjennom separeringskolonnen 4 og forlater kolonnen via ledningen 5, mens de i dette inneholdte tunge komponenter kommer til kolonnebunnen og derfra sammen med de ved forkjølingen 2 kondenserte bestanddeler fjernes som topproduktstrøm via en ledning 12. Produktstrømmen blir efter oppvarming i varmeveksleren 2

til slutt fjernet fra anlegget via en ledning 13.

De gassformig gjenværende andeler i separatoren 8 • blir fjernet via en ledning 14, oppvarmet i varmeveksleren 6, derefter via en ledning 15 tilført til en avspenningsturbin 16 og i denne kuldeytende avspent. Den avspente gass kommer via en ledning 17 først til varmeveksleren 6 og avgir efter gjennomstrømning gjennom denne til slutt sitt restkuldeinnhold i varmeveksleren 2 før den via en ledning 18 fjernes fra anlegget som restgass. Såfremt den kulde som er inneholdt i prosesstrømmene som skal oppvarmes, ikke er tilstrekkelig for å avkjøle gassblandingen som skal oppdeles, kan ytterligere kuldekretsløp 19 hhv. 20 være anordnet.

Ved den utførelsesform av oppfinnelsen som er vist på Figur 2 blir den fra toppen av separatoren 8 fjernede og ved den videre delvise kondensasjon ikke-kondenserte gassformige fraksjon utsatt for enda et ytterligere konden-sasjonstrinn. For dette blir den gassformige fraksjon fjernet via en ledning 21 og i en ytterligere varmeveksler 22 avkjølt så langt at den gjenværende gassformige fraksjon i det vesentlige bare vil inneholde én henholdsvis flere ønskede komponenter som derefter separat kan fjernes som ytterligere produktfraksjon. Den delvis kondenserte gass kommer via en ledning 2 3 over i en videre separator 2 4 fra hvis nedre område kondensatet fjernes via en ledning 25 og efter oppvarming i varmevekslerne 22, 6 og 2 føres bort som restgass via en ledning 26. Den gassformige fraksjon som dannes i separatoren 24, blir via en ledning 27 tilført til varmeveksleren 22, i denne igjen delvis oppvarmet, derefter via en ledning 28 tilført til en ekspansjonsturbin og arbeidsytende avspent. Den derved utvundne kulde blir gjenvunnet ved varmeveksling mot prosesstrømmer som skal avkjøles, og for dette formål blir gassblandingen via en ledning 30 tilført til varmevekslerne 22, 6 og 2 før den til slutt via en ledning 31 blir fjernet som produkstrøm.

Det på Figur 3 viste utførelseseksempel er forskjellig fra utførelseseksemplet ifølge Figur 2 i det vesentlige derved at separeringskolonnen 4 og separatoren 8 er blitt sammenfattet til én konstruksjonsmessig enhet og ved at varmevekslingen for det kondensat som ifølge Figur 2 dannes i separatoren 8, med den fra ledningen 5 gassformige fraksjon som skal avkjøles, faller bort. Derved blir riktignok kuldegjenvinningen ved fremgangsmåten noe dårligere, men den konstruksjonsmessige innsats for dette blir mindre fordi den adskilte separator 8, transportpumpen 10 såvel som et strømningstverrsnitt i varmeveksleren 6 som vanligvis vil være en platevarmeveksler, faller bort. Ved fremgangsmåten ifølge Figur 3 kommer gassblandingen efter avkjølingen i varmeveksleren 2 via en ledning 3 inn i det nedre område av en separeringskolonne 32 som drives på samme måte som separeringskolonnen 4 ifølge Figurene 1 og 2. I separeringskolonnen 32 er imidlertid separatoren 8 ifølge Figurene 1 og 2 integrert ved toppen. Toppfraksjonen som fjernes via en sideuttapning, kommer via ledningen 5 igjen til varmeveksleren 6, blir delvis kondensert i denne og kommer via en ledning 7 inn i separatoren 3 som befinner seg ved toppen av separeringskolonnen. Kondensatet som dannes i varmeveksleren 6, stuer seg opp i separatoren 3 ved et overløp og føres derfra, som antydet ved pilen 34, direkte til separeringskolonnens 32 topp. Den ved den delvise kondensasjon 1 varmeveksleren 6 gassformig gjenværende fraksjon kommer ut fra separeringskolonnen 32 via ledningen 21 og blir videre bearbeidet på nøyaktig samme måte som allerede beskrevet i forbindelse med Figur 2.

I henhold til et konkret utførelseseksempel på oppfinnelsen blir ved en prosessføring ifølge Figur 3 en gassblanding som inneholder 80,8 mol% hydrogen, 7,1 mol% methan, 5,6 mol% ethan, 4,0 mol% propan, 1,6 mol% butan og 0,9 mol% C5+-hydrocarboner, ført videre via ledningen 1 ved en temperatur av 316 K og et trykk av 38 bar. I varmeveksleren 2 blir gassblandingen avkjølt til 256 K, hvorved ca. 3,3%

av gassblandingen blir delvis kondensert. Fra toppen av separeringskolonnen 32 blir via ledningen 5 en gassformig fraksjon fjernet ved en temperatur av 2 48 K og inneholder 84.7 mol% hydrogen, 7,3 mol% methan, 5,3 mol% ethan, 2,6

mol% propan og 0,1 mol% butan. Denne fraksjon blir i varmeveksleren 6 avkjølt til 232 K, hvorved ca. 2,8% av fraksjonen blir kondensert, og den blir derefter via ledningen 7 innført i separatoren 33 ved toppen av separeringskolonnen 32. Væsken som påmates på kolonnetoppen, inneholder 2,2 mol% hydrogen, 2,5 mol% methan, 22,0 mol% ethan, 61,4 mol% propan, 11.8 mol% butan og 0,1 mol% C^+-hydrocarboner. Fra separeringskolonnens 32 bunn blir via ledningen 12 en produkstrøm fjernet ved en temperatur av 255 K som inneholder 2,1 mol% hydrogen, 1,8 mol% methan, 12,5 mol% ethan, 32,8 mol% propan, 32,7 mol% butan og 18,1 mol% C^+-hydrocarboner. Via ledningen 21 blir fra separatoren 33 en gassformig fraksjon fjernet som inneholder 84,7 mol% hydrogen, 7,33 mol% methan, 5,3 mol% ethan, 2,6 mol% propan og 0,1 mol% butan. Efter ytterligere avkjøling i varmeveksleren 22 blir en hydrogen-rik gassformig fraksjon igjen som i avspenningsturbinen 29 avspennes til 20,5 bar og foruten 96,2 mol% hydrogen bare fremdeles inneholder 3,8 mol% ethan. Kondensatet som fraskilles i separatoren 24, inneholder 10,6 mol% hydrogen, 30,2 mol% methan, 39,4 mol% ethan, 19,1 mol% propan og 0,7 mol% butan. Denne fraksjon blir efter at den er blitt oppvarmet, fjernet som restgass via ledningen 26.

I henhold til dette utførelseseksempel blir en C^-fraksjon såvel som en råhydrogenfraksjon uten stor innsats fraskilt fra en restgass som hittil bare er blitt anvendt som oppvarmingsgass, hvorved utbyttet av Cg+-hydrocarboner var 61% og hydrogenutbyttet 98,3%. Dette forholdsvis lave Cg+-utbytte som er tilstrekkelig for dette konkrete tilfelle, er betinget av den forholdsvis lille avkjøling av den gassformige fraksjon fra ledningen 5 i varmeveksleren 6. Dette hadde i det konkrete utførelseseksempel til følge at fremdeles ca. 60% av det i gassblandingen inneholdte propan ble gassformig fjernet via ledningen 21. Ved sterkere avkjøling i varmeveksleren 6 kan Cg+-utbyttet ved fremgangsmåten ennu økes betydelig, for eksempel til verdier mellom 80 og 95%.

Med den på Figur 4 viste fremgangsmåte blir en til-førselsstrøm som kommer fra en isobutandehydrering og som inneholder 7 0,5 mol% hydrogen, 3,5 mol% methan, 0,5 mol% C2~hydrocarboner, 2,5 mol% C^-hydrocarboner, 9,7 mol% C^-hydrocarboner og 0,8 mol% carbondioxyd, 0,7 mol% carbonmonoxyd og 11,8 mol% nitrogen, tilført via ledningen 1 og i varmeveksleren 2 avkjølt fra en temperatur av 290 K til 283 K. Gassblandingen som føres fremad via ledningen 1, har et trykk av 2 9,6 bar og befinner seg ved duggpunktet. På grunn av forkjølingen i varmeveksleren 2 kondenseres ca. 2,3% av gasstrømmen. Gasstrømmen blir via ledningen 3 innmatet i det nedre område av en rektifikasjonskolonne 4 i hvilken separeringen av C^-hydrocarbonene fra de øvrige komponenter finner sted. C4~hydrocarbonene som skal fraskilles, oppsamles i rektifikasjonskolonnens sump og blir via ledningen 5 fjernet som produkstrøm. Dette produkt inneholder foruten 85,4 mol% C^-hydrocarboner ennu 1,8 mol% hydrogen, 0,6 mol% methan, 0,4 mol% C2-hydrocarboner, 10,4 mol% Cg-hydrocarboner, 0,4 mol% carbondioxyd og 0,6 mol% nitrogen. Produkstrømmen som via ledningen 5 fjernes ved en temperatur av 282,5 K, inneholder 99% av de i den til-førte gassblanding inneholdte C4~hydrocarboner.

Fra toppen av rektifikasjonskolonnen 4 blir via ledningen 6 en gassformig fraksjon fjernet ved en temperatur av 265 K som inneholder 79,1 mol% hydrogen, 3,9 mol% methan, 0,5 mol% C2-hydrocarboner, 1,5 mol% Cg-hydrocarboner, 0,1 mol% C4~hydrocarboner, 0,9 mol% carbondioxyd, 0,8 mol% carbonmonoxyd og 13,2 mol% nitrogen. Denne gass blir i en varmeveksler 7 avkjølt til en temperatur av 211 K, hvorved ca. 10,2 % av gassblandingen kondenseres. Efter at blandingen via ledningen 7 er kommet inn i en separator 9, finner en faseseparering her sted. Den kondenserte andel blir via ledningen 10 tilbakeført som tilbakeløp til toppen av rektifikasjonskolonnen 4, mens den ikke-kondenserte andel via ledningen 11 blir fjernet fra separatorens 9 øvre område. Denne gass inneholder 71,2 mol% hydrogen, 3,6 mol% methan, 0,7 mol% C2-hydrocarboner, 8,4 mol% C^-hydrocarboner, 2,4 mol% C4~hydrocarboner, 1,0 mol% carbondioxyd, 0,7 mol% carbonmonoxyd og 11,9 mol% nitrogen. Den blir i varmeveksleren 7 oppvarmet av den gassformige fraksjon fra rek-tif ikas jonskolonnen 4 som skal avkjøles, og kommer derefter via ledningen 12 inn i varmeveksleren 2 i hvilken den blir videre oppvarmet av gassblandingen som skal avkjøles, før den til slutt via ledningen 13 blir avgitt som restgassfrak-sjon ved en temperatur av 2 87 K og under et trykk av 2 8,5 bar. For å dekke fremgangsmåtens kuldebehov blir via ledningen 14 en delstrøm av den i varmeveksleren 7 delvis an-varmede, via ledningen fjernede restgasstrøm avgrenet og utsatt for en arbeidsytende avspenning. For dette formål blir gassen i en avspenningsturbin 15 først avspent til et mellomtrykk, derefter via ledningen 16 på ny ført gjennom varmeveksleren 7 og efter delvis oppvarming i denne via ledningen 17 tilført til en annen avspenningsturbin 18 i hvilken den blir videre avspent til et lavere trykk og derefter fjernet via ledningen 19. Den kalde gass i ledningen 19 blir først oppvarmet i varmeveksleren 7 og derefter i varmeveksleren 2 mot prosesstrømmer som skal avkjøles, før den til slutt blir avgitt som lavtrykksrestgass via ledningen 20.

For å dekke et ytterligere kuldebehov i varmeveksleren 7 kan et kuldekretsløp være anordnet som antydet ved 21.

Ved den foreliggende fremgangsmåte blir ved hjelp av

en forholdsvis enkel kondensasjonsprosess en form for er-statningskopling for en tilbakeløpskjøler overraskende funnet som bibeholder de vesentlige fordeler ved tilbakeløpskjøleren, men som kan realiseres med langt mindre innsats. Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen blir en tilbakeløpskjøler i en viss grad oppdelt i tre områder.,, hvorved i et første område (forkjøling) bare varmeveksling, i et annet område (separeringskolonne) i det vesentlige bare materialutveksling og i et tredje område (tilbakeløpskjøling) igjen bare varmeveksling finner sted.

Claims (10)

1. Fremgangsmåte for å separere tyngre hydrocarboner fra en gassblanding som inneholder de sistnevnte og laverekokende komponenter, ved separering ved rektifikasjon, hvor gassblandingen blir delvis kondensert og innmatet i en separeringskolonne ved hvis bunn en fraksjon som er rik på tyngre hydrocarboner fjernes, og ved hvis topp' en fraksjon som er rik på laverekokende komponenter fjernes, idet en del av toppfraksjonen kondenseres og innmates som tilbakeløp i toppen av separeringskolonnen, karakterisert ved at gassblandingen (1) først avkjøles i en varmeveksler (2) inntil en mindre del av C2+-, Cg+- eller C4~hydrocarboneneyav mindre enn 40% av den mengde som skal separeres, kondenseres (3), hvorpå den innføres i det nedre område av en separeringskolonne (4/32) , at en gassformig fraksjon (5) som inneholder C2+-, Cg+- eller -hydrocarboner fjernes fra det øvre område av separeringskolonnen og at denne fraksjon (5) ytterligere avkjøles i en ytterligere varmeveksler (6) og delvis kondenseres (7), hvorpå den delvis kondenserte bestanddel (9/34) som inneholder bestanddeler, som fortsatt skal gjenvinnes, av tunge hydrocarboner, innmates som tilbakeløp i toppen av separeringskolonnen (4/32), og at C2+-, C, - eller C^-hydrocarboner fjernes fra separeringskolonnens bunn som en produktstrøm (12).

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den delvis kondenserte bestanddel (9) av den gassformige fraksjon (5) oppvarmes (6) før den innmates i separeringskolonnen.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at separeringskolonnen drives med en temperaturforskjell på mindre enn 25°C, fortrinnsvis mindre enn 20°C, mellom det øvre område og det nedre område.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1-3, karakterisert ved at det tilveiebringes en temperaturreduksjon av minst 30°C, fortrinnsvis på over 40°C, som et resultat av den ytterligere avkjøling (6) av den gassformige fraksjon (5) fra toppen av separeringskolonnen (4) .

5. Fremgangsmåte ifølge krav .1-4, karakterisert ved konsentrasjonen, i kondensatet (3), av komponentene som er laverekokende enn C2~' C3~ el^er C4~hydrocart,onene er under 20%, fortrinnsvis under 10%, og enda mer foretrukket under 5%.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 1-5, karakterisert ved at den ytterligere av-kjøling (6) av den gassformige fraksjon (5) som er blitt fjernet fra separeringskolonnens øvre område, fortsettes inntil innholdet av c2+~'C3+~ eller -hydrocarboner i fraksjonen som derved ikke kondenseres, er mindre enn 15%, fortrinnsvis mindre enn 10%, og enda mer foretrukket mindre enn 5%.

7. Fremgangsmåte ifølge krav .1-6, karakterisert ved at fraksjonen (21) som ikke har kondensert under den ytterligere avkjøling (6), innmates i et tredje kjøletrinn (22) og utsettes for ytterligere delvis kondensasjon.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 1-7, karakterisert ved at fraksjonen (14/27) som holder seg i gassaktig form efter det siste kjøletrinn, ekspanderes med produksjon av arbeide (16/29) og derefter oppvarmes (6,2/22,6,2) i nærvær av prosesstrømmer som skal <3> avkjøles.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 1- 8, karakterisert ved at bestanddelen (15,17/ 28,30) som ikke kondenserer ved den ytterligere avkjøling av den gassformige fraksjon (5) fra toppen av separeringskolonnen (4/32), oppvarmes i varmeveksling med den gassformige fraksjon (5) som skal avkjøles, og derefter i varmeveksling med gassblandingen (1) som skal avkjøles.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 1-9, karakterisert ved at det anvendes en føding (1) som omfatter 50-70% C4~hydrocarboner, 15-40% methan og 0-25% C2~ og Cg-hydrocarboner.