NO884325L - Fremgangsmaate og anordning for olefinseparasjon. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører separasjon ac C^olefin- og paraflnprodukter fra forbindelser av lavere kokepunkt på en virkningsfull og effektiv måte.

Oleflnprodukter, i det følgende generelt betegnet som C4-olefiner eller som oleflnprodukter, fremstilles i stor grad i katalytiske dehydrogeneringsprosesser hvor det anvendes propan, butan, pentan eller blandede parafiner som ut-gangsmaterialer. Slike prosesser innbefatter "CATOFIN"- og "CATADIENE"-prosessene utviklet kommersielt av Air Products and Chemicals. Produktstrømmer fra disse dehydrogenerings-prosessene innbefatter vanligvis også lettere gasser eller gasser med høyere kokepunkt enn det ønskede olefinproduktet.

Olefinproduktet har tidligere typisk blitt separert fra de lettere gassene i slike strømmer ved en produktsepara-sjonssekvens som innbefattet at den olefinrike strømmen ble satt under trykk, absorpsjon av de lettere gassene fra denne strømmen (i et absorpsjonsmedium så som tungolje) og deretter splitting av de lysere gassene fra absorpsjonsmediet ved hjelp av destillasjon. Fordi absorpsjonen fant sted i dampfasen i denne prosessen kunne innesluttet væske typisk fjernes under og etter kompresjon ved enkelt å la slik innesluttet væske samles og kondensere ettersom dampene passerte gjennom en trommel eller en liten beholder, ofte betegnet som en "avlastningsbeholder" eller "nedslagssepa-rator". Denne kombinasjonen av absorbsjonsinnretning/splittetårn og destillasjonskolonne for stabilisering (eller "av-etanisering" eller "av-propanisering" som det i noen tilfeller betegnes) av produktstrømmen er effektiv for å utvinne en høy andel av det tilgjengelige olefiniske produktet i råstoffstrømmen. Kryogen utvinning har imidlertid også vært benyttet for å oppnå det samme resultatet, istedet for absorpsjon/splitting.

Imidlertid ødelegges kostnadseffektiviteten av disse stabilisaeringsprosessene i stor grad av den påkrevde størrelsen og energibehovet for absorpsjonsinnretningen/- splitteren (eller det kryogene systemet) og volumet av materialet som resirkuleres til prosessen.

Det er nå funnet at toppfraksjonsdampen fra av-propaniser-ingsinnretningen som hittil har vært resirkulert til kompresjonsdelen av prosessen mer økonomisk kan separeres og utvinnes ved hjelp av en prosess bestående av kondensasjon og fraksjonering. En slik prosess eliminerer behovet for å resirkulere damp for kompresjon i produktkompresjonstrinnet, derved oppnås både energi innsparinger og reduksjon av kapitalkostnader.

I fremgangsmåten, og ved hjelp av apparaturen, ifølge foreliggende oppfinnelse separeres C^-olefin- og parafinprodukt fra lettere olefin- og parafinforbindelser ved hjelp av delvis kondensasjon, etterfulgt av trykkavlastningssepara-sjonsteknikker for fremstilling av gass- og væskestrømmer. Væskestrømmen splittes deretter for å fjerne lette produkter og C4~olefin- og paraflnprodukter utvinnes i bunnstrømm fra splittetårnet.

Delvis kondensasjon av produktstrømmen utføres ved ca. -1,1"C og 620,5 kPa. Splitting av væskestrømmen utføres i et splittetårn som har fra 20 til 30 kolonneplater og som drives i et temperaturområde fra 12,8 til 43,3° C, og et trykk på 655,0 til 792,9 kPa.

For en bedre forståelse av foreliggende oppfinnelse vises det til den detaljerte beksrivelsen som følger, sammen med den vedlagte figuren og de etterfølgende kravene.

Figuren er en skjematisk oversikt over fremgangsmåten og anordningen ifølge foreliggende oppfinnelse slik den benyttes eller tilpasses for separasjonen av C4-oleflnprodukter fra lettere gasser som er blandet med disse.

I fremgangsmåten og anordningen ifølge oppfinnelsen er, som vist i figuren, råstoffstrømmen en gassblanding som typisk innbefatter ønsket C4-olefin og parafinprodukt sammen med forbindelser med lavere kokepunkt, så som C3-, C£- og C^-hydrokarboner, karbonoksyder, hydrogen og andre sporkompo-nenter. En slik strøm kan f.eks. fremstilles i en oppstrøms-dehydrogeneringsprosess så som Air Products' "CATOFIN" eller "CATADIENE"-prosesser; råstoffet innbefatter det avkjølte reaktorutbyttet fra slike prosesser. Ved foreliggende fremgangsmåte behandles denne blandede gassråstoffstrømmen 3 på separasjon av C^olefin- og parafinproduktet ved følgende fremgangsmåte.

I motsetning til de tidligere kjente utførelsene av avpro-paniseringstårnet i de ovenfor nevnte prosessene, som krever totrinnskondensasjonssystemer og reabsorbsjonsinnretninger i tillegg til omfattende strøm-resirkulering for å begrense tapet av C^olefin- og paraflnprodukter, tillater foreliggende oppfinnelse utvinning av nevnte C^-olefin- og paraflnprodukter ved en fremgangsmåte som ikke krever noen resirkulering av strømmer fra den øvre delen av systemet tilbake i prosessen.

Etter delvis kondensasjon av toppfraksjonsdampene fra avpropaniseringsinnretningen føres den gjenværende dampen via rør 3 til sekundær nedkjølt kondensator 14. Før inntreden i kondensator 14 blandes resirkulerte damper med strømmen 3 slik at man oppnår strøm 5. Den delvis kondenserte strømmen som forlater kondensator 14 føres til en separasjonsbeholder 15 slik at det fremstilles en mager gass og en væske. Den magre toppfraksjonsgassen føres via rør 6 for anvendelse som drivstoff, mens væsken føres til pumpe 35 og deretter via rør 7 til splittetårn 16. Rør 7 kontrolleres ved hjelp av nivåkontrollventil 30. Væsken som føres i rør 7 består av første utløp og C^-olefin- og paraflnprodukter og pumpes på topplaten av splittetårnet 16 for å destillere de ønskede C4-komponentene fra splittedampene.

Splittetårnet 16 består typisk av 20 til 30 brett og drives ved en temperatur på fra 12,8 til 43,3°C og et trykk på 655,0 til 792,9 kPa. Splittedamper føres via rør 8, mens trykk for toppfraksjonen fra splittetårnet reguleres ved hjelp av ventil 45. En del av splittevæsken resirkuleres gjennom splittetårnfordamperen 40 som drives ved 43,3°C. Den gjenværende delen av væskestrømmen 9 fra splittetårnet er rik på ønskede C^-olefin- og paraflnprodukter, og er produkt-strømmen ved foreliggende oppfinnelse. Dampstrømmen 8 fra splittetårnet resirkuleres og blandes med strøm 3 slik at man får strøm 5.

Selv om det midlere strømtrykket og temperaturparametrene i fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse kan varieres for å tilpasse prosessen og anordningen slik at det oppnås en mest mulig effektiv utvinning av det ønskede olefinproduktet fra en gitt råstoffstrøm, kan bestemmelse og valg av disse prosessparametrene lett foretas av fagmannen, avhengig av den spesifikke råstoffstrømmen som er for hånden, og det ønskede produktet. For å lette denne bestemmelsen og valget, og for å illustrere typiske prosessparametre for spesifikke prosesser følger nedenfor et beregnet eksempel på fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse.

Eksempel 1

En typisk prosesstrøm fra Air Products C4-"CATADIENE"-prosess avleveres til anordningen ifølge foreliggende oppfinnelse via rør 3. Prosessparametrene, innbefattende molprosent sammen-setning av visse identifiserte strømmer, så vel som temperatur og trykk, er sammenfattet i tabell 1 nedenfor, hvor strømmer og beholdere er angitt med henvisningstallene fra f iguren.

C4~delene av råstoffstrømmen 3 og produktstrømmen 9 inne-holder tilnærmet like mengder olefin- og paraflnprodukter, mens C^-delen av råstoffstrømmen er ca. 85$ olefinisk og Cg- delen ca. 40$ olefinisk. Endelig omsettes den oleflniske delen av C^produktstrømmen, og den gjenværende parafiniske delen resirkuleres til råstoffet for dehydrogenerings-prosessen.

Resultatene ovenfor viser at fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse tillater en høy grad av C^utvinning samtidig som C3-hiproduktfremstillingen og resirkuleringsbe-hovene minimaliseres. Dette har i sin tur den totale virkningen at prosesseffektiviteten forbedres og kapitalkost-nadene reduseres (på grunn av mindre kompresjonsbehov).

Foreliggende oppfinnelse ventes å være nyttig ved kostnads-effektiv separasjon av C4-olefin- og paraflnprodukter fra strømmer derav som innbefatter forbindelser av lavere kokepunkt. Slike strømmer produseres typisk i kommersielle parafin-dehydrogeneringsprosesser så som "CATOFIN"- og "CATADIENE"-prosessene til Air Products and Chemicals, Inc.

Claims (2)

1. Fremgangsmåte ved fremstilling av mono- og diolefiner fra parafiner innbefattende katalytisk dehydrogenering av parafin-råstoffmateriale, avkjøling og kompresjon av det dehydrogenerte materialet, kryogen utvinning og separasjon av hydrogen, C3 -hydrokarbonspesies, og ønskede oleflnprodukter, og rensing av slike ønskede oleflnprodukter ved fjernelse av lettere hydrokarboner i en avpropaniseringsinnretning, karakterisert ved at de ønskede olefinpro-duktene separeres fra de lettere hydrokarbonene ved hjelp av trinnene: (a) avkjøling av nevnte gasstrøm til under -1,1°C ved ca. 620,6 kPa, slik at nevnte gasstrøm delvis kondenseres; (b) fordampning av den delvis kondenserte gasstrømmen ved ca. -1,1°C, ved ca. 620,6 kPa, for å fjerne i det minste noen av nevnte lettere hydrokarbonforbindelser; (c) splitting av den flytende strømmen fremstilt i trinn (b) ved ca. 12,8 til 43,3°C og ca. 655,0-792,9 kPa for å fremstille en toppfraksjonsstrøm innbefattende i det vesentlige C3~ olefinforbindelser og en bunnproduktstrøm innbefattende i det vesentlige C4 -olefin- og parafinforbindelser; (d) resirkulering av nevnte toppfraksjonsstrøm til trinn (a); (e) utvinning av bunnfraksjonsstrømmen innbefattende nevnte C4~ olefin- og parafinprodukt.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at splittetårnet innbefatter et atmosfærisk separa-sjonstårn inneholdende fra 20 til 30 kolonnebrett.