RU2772228C2

RU2772228C2 - Method and plant for the production of olefins

Info

Publication number: RU2772228C2
Application number: RU2019120433A
Authority: RU
Inventors: Матье ЦЕЛЛЬХУБЕР; Андреас ПЕШЕЛЬ; Хельмут Фриц
Original assignee: Линде Акциенгезельшафт
Priority date: 2016-12-22
Filing date: 2017-12-22
Publication date: 2022-05-18

Abstract

FIELD: ethylene production.

SUBSTANCE: invention relates to a method for the production of ethylene, in which an initial reaction mixture containing ethane and oxygen is formed, and part of the ethane and oxygen in the initial reaction mixture is converted into ethylene and acetic acid by oxidative dehydrogenation to obtain a process gas, and the process gas contains unreacted part of the ethane and oxygen, ethylene and acetic acid, and water, and while the process gas is subjected to rapid cooling with water. The method is characterized in that quenching with water comprises introducing a process gas into a washing column (10, 20, 30, 40, 50) in which respective aqueous streams of liquid washing medium are introduced into at least two different parts of the column and flow into countercurrent to the process gas, wherein the column includes a first column section and a second column section, wherein the first liquid flush medium stream is introduced into the first column section and the second liquid flush medium stream is introduced into the second column section. The corresponding installation (100) is also part of the present invention.

EFFECT: acetic acid generated during the FDH process can be largely removed in the first stage or early stage of the respective separation; the method for the present invention further provides good heat integration and low system pressure drop.

15 cl, 5 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к способу производства олефинов и соответствующей установке согласно преамбулам независимых пунктов формулы изобретения.The present invention relates to a process for the production of olefins and a corresponding plant according to the preambles of the independent claims.

Уровень техникиState of the art

Окислительное дегидрирование (ОДГ) парафинов, имеющих от двух до четырех атомов углерода, в принципе, известно. В ОДГ указанные парафин реагируют с кислородом с получением, помимо прочего, соответствующих олефинов и воды.The oxidative dehydrogenation (ODH) of paraffins having two to four carbon atoms is known in principle. In ODH, said paraffin is reacted with oxygen to produce, among other things, the corresponding olefins and water.

ОДГ может иметь преимущества по сравнению с осуществляемыми способами производства олефинов, такими как паровой крекинг или каталитическое дегидрирование. В частности, нет ограничения по термодинамическому равновесию с точки зрения экзотермичности протекающих реакций. Энергии образования AG этана, пропана и н-бутана составляют -102, -115 и -118 кДж/моль, соответственно. ОДГ можно осуществлять при сравнительно низких температурах реакции. Регенерация используемых катализаторов, в принципе, не является необходимой, поскольку присутствие кислорода обеспечивает регенерацию in situ. Наконец, по сравнению с паровым крекингом образуются меньшие количества бесполезных побочных продуктов, таких как кокс.ODH may have advantages over current olefin production processes such as steam cracking or catalytic dehydrogenation. In particular, there is no restriction on thermodynamic equilibrium from the point of view of the exothermicity of the reactions taking place. The AG formation energies of ethane, propane and n-butane are -102, -115 and -118 kJ/mol, respectively. ODH can be carried out at relatively low reaction temperatures. The regeneration of the catalysts used is, in principle, not necessary, since the presence of oxygen allows regeneration in situ. Finally, compared to steam cracking, smaller amounts of useless by-products such as coke are formed.

Более подробно относительно ОДГ приведена ссылка на соответствующую техническую литературу, например, Ivars, F. and

Nieto, J. M., Light Alkanes Oxidation: Targets Reached and Current Challenges, в: Duprez, D. and Cavani, F. (ed.), Handbook of Advanced Methods and Processes in Oxidation Catalysis: From Laboratory to Industry, London 2014: Imperial College Press, pages 767-834, или

С.A. et al., Oxidative Dehydrogenation of Ethane: Common Principles and Mechanistic Aspects, ChemCatChem, vol. 5, no. 11, 2013, pages 3196 to 3217. Далее изобретение описано, в частности, в отношении ОДГ этана (так называемое ОДГ-Э). Однако применение указанного изобретения в принципе возможно и имеет преимущества также для ОДГ парафинов с большей молекулярной массой, таких как пропан и бутан. Реакторное устройство и способ окислительного дегидрирования алканов известны, например, из ЕР 2716622 А1.For more details on EDC, reference is made to the relevant technical literature, e.g. Ivars, F. and

Nieto, JM, Light Alkanes Oxidation: Targets Reached and Current Challenges, in: Duprez, D. and Cavani, F. (ed.), Handbook of Advanced Methods and Processes in Oxidation Catalysis: From Laboratory to Industry, London 2014: Imperial College Press, pages 767-834, or

S.A. et al., Oxidative Dehydrogenation of Ethane: Common Principles and Mechanistic Aspects, ChemCatChem, vol. 5, no. 11, 2013, pages 3196 to 3217. The invention is further described in particular with respect to ethane ODH (so-called ODH-E). However, the application of this invention is in principle possible and has advantages also for ODH paraffins with a higher molecular weight, such as propane and butane. A reactor apparatus and a process for the oxidative dehydrogenation of alkanes are known, for example, from EP 2716622 A1.

В частности, когда используют MoVNbTeOx катализаторы в условиях реакции ОДГ, подходящих для промышленного производства, в качестве побочных продуктов образуются значительные количества соответствующих карбоновых кислот используемых парафинов. Для экономичной эксплуатации установки при использовании описанного типа катализаторов, как правило, необходимо, соответствующее совместное производство олефинов и соответствующих карбоновых кислот. Это относится, в частности, к производству этилена посредством ОДГ этана (ОДГ-Э), в котором одновременно образуется уксусная кислота. Кроме того, в ОДГ образуются заметные количества таких побочных продуктов, как монооксид углерода и диоксид углерода, которые совместно с водой, карбоновыми кислотами, остаточным кислородом и остаточным этаном присутствуют в газовой смеси, образующейся в ОДГ, и должны быть удалены из соответствующих основных продуктов, то есть получаемого олефина(ов).In particular, when MoVNbTeOx catalysts are used under ODH reaction conditions suitable for industrial production, significant amounts of the corresponding carboxylic acids of the paraffins used are formed as by-products. For the economical operation of the plant using the described type of catalysts, as a rule, it is necessary to appropriate co-production of olefins and the corresponding carboxylic acids. This applies in particular to the production of ethylene by ethane ODH (ODG-E), in which acetic acid is simultaneously formed. In addition, appreciable amounts of by-products such as carbon monoxide and carbon dioxide are formed in ODH, which, together with water, carboxylic acids, residual oxygen and residual ethane, are present in the gas mixture formed in ODH and must be removed from the corresponding main products, that is, the resulting olefin(s).

В US 2014/0249339 А1 раскрыт быстрое охлаждение водой такой газовой смеси водой для охлаждения и вымывание водорастворимых компонентов из указанной смеси. Целью настоящего изобретения является усовершенствование таких методов быстрого охлаждения водой.US 2014/0249339 A1 discloses rapid water cooling of such a gas mixture with water for cooling and washing out water-soluble components from said mixture. The aim of the present invention is to improve such rapid water cooling methods.

Сущность изобретенияThe essence of the invention

В сравнении с уровнем техники, в настоящем изобретении предложен способ производства олефинов и соответствующая установка, характеризующаяся признаками, указанными в независимых пунктах формулы изобретения. Частные случаи воплощения изобретения являются в каждом случае предметом зависимых пунктов формулы изобретения и последующего описания.In comparison with the prior art, the present invention proposes a process for the production of olefins and a corresponding installation, characterized by the features indicated in the independent claims. Particular embodiments of the invention are in each case the subject of the dependent claims and the following description.

Потоки материалов, газовые смеси и т.д. могут в контексте настоящего изобретения быть богатыми или бедными одним или более компонентов, причем определение "богатый" может употребляться в смысле не менее 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, 99,5%, 99,9% или 99,99%, а определение "бедный" может употребляться в смысле не более 5%, 4%, 3%, 2%, 1%, 0,5%, 0,1% или 0,01% в молярном, массовом или объемном исчислении. Если заявлено множество компонентов, определение "богатый" или "бедный" относится к сумме всех компонентов. Если ссылка делается, например, на "кислород" или "этан", это может касаться чистого газа или также смеси, богатой соответствующим компонентом.Material flows, gas mixtures, etc. may in the context of the present invention be rich or poor in one or more components, and the term "rich" may be used in the sense of at least 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, 99.5%, 99.9% or 99.99%, and the term "poor" can be used in the sense of no more than 5%, 4%, 3%, 2%, 1%, 0.5%, 0.1% or 0.01% in molar, mass or volume calculation. If multiple components are claimed, the definition of "rich" or "poor" refers to the sum of all components. If reference is made to, for example, "oxygen" or "ethane", this may refer to a pure gas or also a mixture rich in the respective component.

Потоки материалов, газовые смеси и т.д. могут в контексте настоящего изобретения быть "обогащенными" или "обедненными" одним или более компонентов, причем эти термины приведены в отношении содержания в исходной смеси. Они являются "обогащенными", когда содержат не менее чем 1,5-кратное, 2-кратное, 5-кратное, 10-кратное, 100-кратное или 1000-кратное содержание, а "обедненными", когда они содержат не более 0,75-кратного, 0,5-кратного, 0,1-кратного, 0,01-кратного или 0,001-кратного содержания одного или более компонентов в пересчете на исходную смесь.Material flows, gas mixtures, etc. may in the context of the present invention be "enriched" or "depleted" in one or more components, these terms being given in relation to the content in the original mixture. They are "enriched" when they contain at least 1.5 times, 2 times, 5 times, 10 times, 100 times or 1000 times the content, and "lean" when they contain no more than 0, 75-fold, 0.5-fold, 0.1-fold, 0.01-fold or 0.001-fold content of one or more components in terms of the original mixture.

Термины "уровень давления" и "уровень температуры" используют здесь и далее для характеристики давления и температур, чтобы показать, что давление и температуры не обязательно должны быть указаны в виде точных значений давления/температуры. Уровень давления или уровень температуры, может находиться в пределах, например, ±1%, 5%, 10%, 20% или 50% от среднего значения. Множество уровней давления и температуры может представлять собой непересекающиеся или перекрывающиеся диапазоны. Тот же уровень давления/температуры может, например, все еще присутствовать, даже когда давления и температуры уменьшились из-за потерь при передаче или охлаждения. Уровни давления, указанные в данной заявке в барах, представляют собой абсолютные давления.The terms "pressure level" and "temperature level" are used hereinafter to refer to pressures and temperatures to indicate that pressures and temperatures do not have to be expressed as precise pressure/temperature values. The pressure level or temperature level may be within, for example, ±1%, 5%, 10%, 20% or 50% of the mean value. The plurality of pressure and temperature levels may be non-overlapping or overlapping ranges. The same pressure/temperature level may, for example, still be present even when pressures and temperatures have decreased due to transmission or cooling losses. The pressure levels given in this application in bar are absolute pressures.

"Ректификационная колонна" в смысле применения данного термина в данной заявке относится к блоку для разделения, предназначенному для по меньшей мере частичного разделения на фракции смеси веществ, вводимых в газообразном или жидком состоянии или в виде двухфазной смеси, содержащей доли жидкого и газообразного веществ, возможно также в сверхкритическом состоянии, путем ректификации, то есть соответственно для образования из смеси веществ чистых веществ или по меньшей мере смесей веществ, имеющих разные составы. Ректификационные колонны обычно выполнены в виде цилиндрических металлических контейнеров, снабженных внутренними элементами, например, разделительными тарелками или упорядоченными или неупорядоченными наполнителями. Ректификационная колонна содержит кубовый испаритель. Это устройство, имеющее теплообменник, который нагревается и который предназначен для нагревания жидкой фракции, накапливающейся в нижней части ректификационной колонны, также известной как кубовая жидкость. С помощью кубового испарителя часть кубового продукта непрерывно испаряется и подается рециклом в газообразной форме в область разделения."Distillation column" in the sense of the use of this term in this application refers to a separation unit designed to at least partially fractionate a mixture of substances introduced in a gaseous or liquid state or in the form of a two-phase mixture containing proportions of liquid and gaseous substances, optionally also in the supercritical state, by distillation, i.e., respectively, for the formation of pure substances from a mixture of substances or at least mixtures of substances having different compositions. Distillation columns are usually made in the form of cylindrical metal containers, provided with internal elements, such as separating plates or ordered or random fillers. The distillation column contains a bottom evaporator. This is a device having a heat exchanger that is heated and which is designed to heat the liquid fraction that accumulates in the bottom of the distillation column, also known as the bottom liquid. With the help of a bottom evaporator, part of the bottom product is continuously evaporated and recycled in gaseous form to the separation area.

Термин "инертные компоненты" следует понимать в смысле неконденсированные газообразные части газовой смеси, которые не реагируют в процессе ОДГ, например, благородные газы, такие как аргон, а также соединения, такие как метан.The term "inert components" is to be understood in the sense of the non-condensed gaseous portions of the gas mixture which do not react in the EDH process, eg noble gases such as argon, as well as compounds such as methane.

Как указано в самом начале, особенно при использовании MoVNbTeOx катализаторов в ОДГ в качестве побочных продуктов могут образовываться значительные количества соответствующих карбоновых кислот применяемых парафинов. Побочными продуктами также являются, помимо прочего, монооксид углерода и диоксид углерода. Газовая смесь, сливаемая из ОДГ реактора, обычно также содержит реакционную и технологическую воду, оставшийся кислород и оставшийся этан. Такую газовая смесь называют в данной заявке "технологический газ" из ОДГ. Как указано, технологический газ содержит один или более олефинов в качестве основного продукта(ов), а также побочные продукты и не вступившие в реакцию реагенты.As indicated at the very beginning, especially when using MoVNbTeOx catalysts in ODH, significant amounts of the corresponding carboxylic acids of the used paraffins can be formed as by-products. By-products are also, among others, carbon monoxide and carbon dioxide. The gas mixture drained from the FDH reactor typically also contains reaction and process water, residual oxygen, and residual ethane. Such a gas mixture is referred to in this application as "process gas" from ODH. As indicated, the process gas contains one or more olefins as the main product(s), as well as by-products and unreacted reactants.

Преимущества изобретенияBenefits of the Invention

Как указано в самом начале, способы быстрого охлаждения водой известны для обработки технологических газов из ОДГ. Однако, особенно когда такие газовые смеси содержат заметные количества одной или более карбоновых кислот, таких как уксусная кислота, такие известные способы оказываются неудовлетворительными, потому что степень промывания карбоновой кислоты (карбоновых кислот) является недостаточной. Это может оказывать отрицательное влияние, особенно на стадии последующей обработки. Они описаны ниже со ссылкой на уксусную кислоту и то есть на пример ОДГ-Э. Однако соответствующие разъяснения также применимы (с определенными ограничениями) для карбоновых кислот с большей молекулярной массой.As stated at the outset, water quenching processes are known for treating process gases from FGDs. However, especially when such gas mixtures contain appreciable amounts of one or more carboxylic acids such as acetic acid, such known methods are not satisfactory because the degree of washing of the carboxylic acid(s) is insufficient. This can have a negative effect, especially at the post-processing stage. They are described below with reference to acetic acid, and ie to the example of ODH-E. However, the relevant explanations also apply (with certain limitations) to higher molecular weight carboxylic acids.

Уксусная кислота и вода имеют очень близкие температуры кипения и поэтому трудно отделяются друг от друга путем дистилляции. Результатом этого является то, что в случае недостаточного удаления даже при последующей обработке технологического газа может произойти конденсация воды и уксусной кислоты, что в значительной степени происходит одновременно. Следовательно, водный конденсат всегда содержит заметную долю кислоты, которая будет близка к соотношению уксусная кислота/вода в технологическом газе сразу после применяемого реактора(ов).Acetic acid and water have very similar boiling points and are therefore difficult to separate from each other by distillation. The result of this is that in case of insufficient removal, even during the post-treatment of the process gas, condensation of water and acetic acid can occur, which largely occurs simultaneously. Therefore, the aqueous condensate always contains a significant proportion of acid, which will be close to the acetic acid/water ratio in the process gas immediately after the reactor(s) used.

Другими словами, в случае недостаточного удаления уксусной кислоты, кислотосодержащие конденсаты могут находиться в основных частях разделения и используемых в разделении устройствах. При применении концепции разделения, обычной для установок для получения олефинов, это будет означать, что во всей секции быстрого охлаждения и компрессора могут частично наблюдаться высокие концентрации уксусной кислоты. Это влечет за собой дополнительные издержки и сложности с точки зрения выбора материала и/или может значительно сократить срок службы таких установок.In other words, in case of insufficient removal of acetic acid, acid-containing condensates can be found in the main parts of the separation and devices used in the separation. Using a separation concept common in olefin plants, this would mean that high concentrations of acetic acid could be partially observed throughout the quench section and compressor. This entails additional costs and complications in terms of material selection and/or can significantly reduce the life of such installations.

Кроме того, технологические блоки для удаления диоксида углерода, которые могут быть обеспечены, например, промывка амином и/или промывка щелочью, отрицательно влияют на режим их работы при заметных количествах уксусной кислоты в полученном газе.In addition, process units for removing carbon dioxide, which can be provided, for example, amine washing and/or alkali washing, adversely affect their behavior when appreciable amounts of acetic acid in the product gas.

Технический результат способа, обеспечиваемый настоящим изобретением, состоит в том, что уксусная кислота, образующаяся в процессе ОДГ, может быть в значительно степени удалена на первой стадии или на ранней стадии соответствующего разделения. Способ по настоящему изобретению дополнительно обеспечивает хорошую интеграцию тепла и низкий перепад давления в системе.The technical result of the method provided by the present invention is that the acetic acid formed in the ODH process can be largely removed in the first stage or at an early stage of the corresponding separation. The method of the present invention further provides good heat integration and low system pressure drop.

Для достижения этих преимуществ настоящее изобретение проводят на основе известного в принципе способа получения этилена, в котором формируют исходную реакционную смесь, содержащую этан и кислород, и часть этана и кислорода в исходной реакционной смеси превращают в этилен и уксусную кислоту путем окислительного дегидрирования с получением технологического газа, который содержит не вступившую в реакцию часть этана и кислорода, этилен и уксусную кислоту, а также воду, и при этом технологический газ подвергают быстрому охлаждению водой. Подробности уже были разъяснены.To achieve these advantages, the present invention is carried out on the basis of a process known in principle for producing ethylene, in which an initial reaction mixture containing ethane and oxygen is formed, and a part of the ethane and oxygen in the initial reaction mixture is converted into ethylene and acetic acid by oxidative dehydrogenation to obtain a process gas , which contains the unreacted part of ethane and oxygen, ethylene and acetic acid, and water, and at the same time the process gas is subjected to rapid cooling with water. The details have already been explained.

В настоящем изобретении предложено, что быстрое охлаждение водой включает введение технологического газа в колонну для промывки, в которую по меньшей мере в две разные части колонны вводят соответствующие водные потоки жидкой промывающей среды, причем они протекают в противотоке к технологическому газу. Таким образом можно добиться улучшенной интеграции теплоты путем проведения выборочного регулирования температуры разных потоков промывающей среды, а содержание уксусной кислоты можно снизить до значений, приемлемых для расположенных ниже по потоку блоков, в частности, также и в воплощениях, описанных ниже. В каждом случае, технологический газ, который, в частности, охлаждают и по меньшей мере в значительной степени очищают от уксусной кислоты, сливают из верхней части колонны для промывки.The present invention proposes that quenching with water comprises introducing process gas into a scrub column into which respective aqueous streams of liquid scrub medium are introduced into at least two different portions of the column, flowing in countercurrent to the process gas. In this way, improved heat integration can be achieved by carrying out selective temperature control of the different washing medium streams, and the acetic acid content can be reduced to values acceptable for downstream units, in particular also in the embodiments described below. In each case, the process gas, which in particular is cooled and at least substantially free of acetic acid, is drained from the top of the scrub column.

Согласно предпочтительному воплощению способа по настоящему изобретению применяют колонну для промывки, имеющую первую часть колонны и вторую часть колонны, причем вторая часть колонны расположена над первой частью колонны, при этом технологический газ вводят в нижнюю область первой части колонны и частично или полностью обеспечивают подъем первого потока жидкой промывающей среды через первую часть колонны из первой части колонны во вторую часть колонны и через вторую часть колонны и в верхнюю область первой части колонны, а в верхнюю область второй части колонны вводят второй поток жидкой промывающей среды.According to a preferred embodiment of the method of the present invention, a scrub column is used having a first column part and a second column part, the second column part being located above the first column part, the process gas being introduced into the lower region of the first column part and partially or completely causing the first stream to rise liquid washing medium through the first part of the column from the first part of the column into the second part of the column and through the second part of the column and into the upper region of the first part of the column, and the second stream of liquid washing medium is introduced into the upper region of the second part of the column.

Термин "разные части колонны" следует понимать в смысле используемой в данной заявке терминологии как области колонны для промывки, которые не имеют пространственного перекрывания друг с другом. В частности, разные части колонны представляют собой области, расположенные на разной высоте. Разные части колонны имеют (одинаковые или разные) структуры обмена, которые, в частности, приспособлены для увеличения размера площади поверхности промывающей среды, стекающей вниз в соответствующих частях колонны и таким образом обеспечивающей улучшенный обмен с технологическим газом. В частности, для этого части колонны могут содержать описанные ранее внутренние детали, например, разделяющие тарелки или упорядоченные или неупорядоченные наполнители.The term "different parts of the column" should be understood in the sense of the terminology used in this application as areas of the column for washing, which do not have a spatial overlap with each other. In particular, different parts of the column are areas located at different heights. The different parts of the column have (the same or different) exchange patterns which are particularly adapted to increase the size of the surface area of the washing medium flowing down in the respective parts of the column and thus provide improved exchange with the process gas. In particular, for this, the column parts may comprise the previously described internals, for example separating trays or ordered or random fillers.

Термин "нижняя" область части колонны следует понимать в смысле области, которая заканчивается на менее чем 50%, в частности, менее чем 40%, 30%, 20% или 10%, высоты соответствующей части колонны. Соответственно, "верхняя" область части колонны следует понимать в смысле области, которая начинается на более чем 50%, 60%, 70%, 80% или 90% высоты части колонны.The term "lower" region of a column part is to be understood in the sense of a region which ends at less than 50%, in particular less than 40%, 30%, 20% or 10%, of the height of the respective column part. Accordingly, the "upper" region of the column part is to be understood in the sense of the region that starts at more than 50%, 60%, 70%, 80%, or 90% of the height of the column part.

Предпочтительно, когда первый поток промывающей среды вводят при первом уровне температуры в первую часть колонны, а второй поток промывающей среды вводят при втором уровне температуры во вторую часть колонны. В частности, первый уровень температуры может находиться при от 50°С до 90°С и/или второй уровень температуры - при от 20°С до 50°С. При таких температурах можно осуществлять преимущественную интеграцию теплоты, при этом для обеспечения первого уровня температуры по меньшей мере частично используют, например, поток материала, протекающий в соответствующей установке, а для обеспечения второго уровня температуры - охлаждающую воду. В принципе, в контексте настоящего изобретения теплообменники с рациональным использованием тепла, то есть теплообменники, работающие с потоками материала, протекающими в соответствующей установке, такими как исходный поток и поток продукта, и так называемые "универсальные" теплообменники, то есть теплообменники, работающие с отделенной средой, в каждом случае могут использоваться по отдельности или в любой желательной комбинации друг с другом.Preferably, the first flush medium stream is introduced at a first temperature level into the first column portion and the second flush medium stream is introduced at a second temperature level into the second column portion. In particular, the first temperature level may be at 50°C to 90°C and/or the second temperature level at 20°C to 50°C. At such temperatures, advantageous integration of heat can be carried out, whereby, for example, the flow of material flowing in the corresponding plant is at least partially used to provide the first temperature level, and cooling water is used to provide the second temperature level. In principle, in the context of the present invention, heat exchangers with rational use of heat, i.e. heat exchangers operating with the material streams flowing in the respective installation, such as the feed stream and the product stream, and the so-called "universal" heat exchangers, i.e. heat exchangers operating with a separated environment, in each case can be used individually or in any desired combination with each other.

В контексте настоящего изобретения может быть предусмотрено, что технологический газ приводят в контакт в первой (нижней) части колонны со всей (объединенной) жидкостью обоих потоков промывающих сред, а во второй (верхней) части колонны только с жидкостью второго потока промывающей среды. Однако, альтернативно этому первому варианту, можно также согласно второму варианту привести технологический газ в контакт в первой части колонны только с жидкостью первого потока промывающей среды и во второй части колонны только с жидкостью второго потока промывающей среды. Во втором варианте можно, чтобы первый и второй потоки промывающей среды имели разные содержания, в частности, уксусной кислоты. В частности, второй поток промывающей среды может иметь более низкое содержание уксусной кислоты, чем первый, так что может происходить улучшение очистки.In the context of the present invention, it can be provided that the process gas is brought into contact in the first (lower) part of the column with the entire (combined) liquid of both flushing media streams, and in the second (upper) part of the column only with the liquid of the second flushing medium stream. However, alternatively to this first variant, it is also possible according to the second variant to bring the process gas into contact in the first part of the column only with the liquid of the first washing medium stream and in the second part of the column only with the liquid of the second washing medium stream. In the second variant, it is possible for the first and second washing medium streams to have different contents, in particular acetic acid. In particular, the second wash medium stream may have a lower acetic acid content than the first, so that improved cleaning may occur.

Раскрытый в данной заявке первый вариант включает, в частности, то, что жидкость выводят из нижней области первой части колонны и частично или полностью используют для образования первого и второго потока промывающей среды. Другими словами, такую жидкость можно разделить и частично использовать в виде или в качестве части первого потока промывающей среды и частично использовать в виде или в качестве части второго потока промывающей среды. Благодаря образованию первого и второго потока промывающей среды, указанные потоки, в частности, имеют одинаковые содержания уксусной кислоты и других соединений. Этот вариант проиллюстрирован, в частности, со ссылкой на прилагаемую Фиг. 3А.Disclosed in this application, the first option includes, in particular, that the liquid is removed from the lower region of the first part of the column and partially or completely used to form the first and second stream of washing medium. In other words, such liquid can be separated and partly used as or as part of the first washing medium stream and partly used as or as part of the second washing medium stream. Due to the formation of the first and second washing medium streams, said streams in particular have the same contents of acetic acid and other compounds. This option is illustrated in particular with reference to the attached FIG. 3A.

Раскрытый в данной заявке второй вариант, в частности, реализуют, когда первая часть колонны отделена от второй части колонны барьерным желобом для жидкости, и в частности, жидкость сливают из нижней области первой части колонны и частично или полностью используют при формировании первого потока промывающей среды, и жидкость сливают из нижней области второй части колонны.The second variant disclosed in this application is in particular implemented when the first part of the column is separated from the second part of the column by a liquid barrier trough, and in particular, the liquid is drained from the lower region of the first part of the column and partially or completely used in the formation of the first stream of washing medium, and the liquid is drained from the lower region of the second part of the column.

Жидкость, выведенную из нижней области второй части колонны можно во втором варианте частично или полностью использовать в образовании второго потока промывающей среды. Если жидкость, слитую из нижней области второй части колонны, во втором варианте не использовать или вообще не использовать в образовании второго потока промывающей среды, жидкость, слитую из нижней области второй части колонны, или оставшуюся часть, можно также выгрузить или использовать при формировании первого потока промывающей среды. Второй поток промывающей среды во втором варианте можно, в частности, еще формировать так, что он не включает жидкости, слитой из нижней области второй части колонны. Таким образом можно осуществить один проход второго потока промывающей среды.The liquid withdrawn from the lower region of the second part of the column can, in the second embodiment, be partially or completely used in the formation of the second washing medium stream. If the liquid drained from the bottom region of the second part of the column is not used or not used at all in the formation of the second washing medium stream in the second embodiment, the liquid drained from the bottom region of the second part of the column, or the remainder, can also be discharged or used in the formation of the first stream washing medium. The second washing medium stream in the second variant can, in particular, still be shaped so that it does not include liquid drained from the lower region of the second part of the column. In this way, one pass of the second wash medium stream can be carried out.

Во всех раскрытых случаях второй поток промывающей среды может содержать свежую воду, то есть, например, деминерализованную воду и/или очищенную воду из последующих технологических блоков, в частности, блока извлечения уксусной кислоты. Если второй поток промывающей среды, как указано, образуют так, что он не содержит жидкости, слитой из нижней области второй части колонны, второй поток промывающей среды может также полностью состоять из такой свежей/деминерализованной воды и/или очищенной воды. Возможно также примешивание дополнительных жидкостей во второй поток промывающей среды. Очищенная вода из блока извлечения уксусной кислоты содержит, например, от примерно 0 до 5000 ppm (млн долей) (по массе)уксусной кислоты.In all cases disclosed, the second washing medium stream may contain fresh water, ie, for example, demineralized water and/or purified water from downstream process units, in particular the acetic acid recovery unit. If the second washing medium stream, as indicated, is formed so that it does not contain liquid drained from the lower region of the second part of the column, the second washing medium stream may also consist entirely of such fresh/demineralized water and/or purified water. It is also possible to mix additional liquids into the second wash medium stream. Purified water from the acetic acid recovery unit contains, for example, from about 0 to 5000 ppm (ppm) (by weight) of acetic acid.

Применение барьерного желоба для жидкости, через который газ может продвигаться, а жидкость не может вытекать вниз, предотвращает во втором варианте жидкость первого и второго потоков промывающей среды от заметного и неконтролируемого смешивания в колонне. Этот вариант проиллюстрирован, в частности, со ссылкой на прилагаемую Фиг. 3 В.The use of a liquid barrier trough through which gas can move but liquid cannot flow downwards prevents, in the second embodiment, the liquid of the first and second flush medium streams from appreciably and uncontrollably mixing in the column. This option is illustrated in particular with reference to the attached FIG. 3 V.

Таким образом, два потока промывающей среды могут во втором варианте иметь, как ранее раскрыто, разные составы. Таким образом, в восходящем направлении можно использовать промывающую среду с возрастающей чистотой. Другими словами, первый и второй поток промывающей среды могут содержать преимущественно воду, причем первый поток промывающей среды может иметь более высокое содержание уксусной кислоты, чем второй поток промывающей среды.Thus, the two washing medium streams may, in the second embodiment, have different compositions, as previously disclosed. In this way, washing medium with increasing purity can be used in the upward direction. In other words, the first and second washing medium streams may contain predominantly water, and the first washing medium stream may have a higher content of acetic acid than the second washing medium stream.

Расширение раскрытого первого или раскрытого второго варианта, описанное в данной заявке как третий вариант, включает применение колонны для промывки, имеющей третью часть колонны, расположенную над второй частью колонны, при этом технологический газ частично или полностью может подниматься из второй части колонны в третью часть колонны и через третью часть колонны, при этом третий поток жидкой промывающей среды вводят в верхнюю область третьей части колонны и, в частности, жидкость сливают из нижней области третьей части колонны. В этом третьем варианте можно получить еще более чистый продукт в верхней части колонны для промывки. Барьерный желоб для жидкости или дополнительный барьерный желоб для жидкости, в частности, расположен между второй и третьей частями колонны согласно данной заявке.An extension of the disclosed first or disclosed second option, described in this application as the third option, includes the use of a washing column having a third part of the column located above the second part of the column, while the process gas can partially or completely rise from the second part of the column to the third part of the column and through the third part of the column, while the third stream of liquid washing medium is introduced into the upper region of the third part of the column and, in particular, the liquid is drained from the lower region of the third part of the column. In this third variant, an even purer product can be obtained at the top of the washing column. The liquid barrier chute or the additional liquid barrier chute, in particular, is located between the second and third parts of the column according to this application.

Возможен третий вариант первого воплощения, в котором проводят однократный проход третьего потока промывающей среды, то есть в верхнюю часть колонны для промывки вводят третий поток промывающей среды, а из нижней области третьей части колонны, расположенной над барьерным желобом для жидкости, сливают жидкость, но больше не возвращают ее рециклом, то есть не используют в образовании третьего потока промывающей среды. Жидкость можно, например, использовать в образовании второго потока промывающей среды и/или выгрузить. Таким образом, в частности, всегда можно обеспечить высокочистый третий поток промывающей среды. Это проиллюстрировано, в частности, со ссылкой на Фиг. 4 В. В отличие от второго воплощения третьего варианта обеспечивают соответствующий контур, как, в частности, также показано на Фиг. 4А.A third variant of the first embodiment is possible, in which a single pass of the third stream of washing medium is carried out, that is, a third stream of washing medium is introduced into the upper part of the washing column, and liquid is drained from the lower region of the third part of the column located above the liquid barrier trough, but more it is not recycled, that is, it is not used in the formation of the third washing medium stream. The liquid can, for example, be used in the formation of the second wash medium stream and/or discharged. In this way, in particular, a highly pure third wash medium stream can always be ensured. This is illustrated in particular with reference to FIG. 4B. In contrast to the second embodiment of the third embodiment, a corresponding circuit is provided, as in particular also shown in FIG. 4A.

Таким образом, в первом воплощении третьего варианта жидкость, сливаемую из нижней области третьей части колонны, в частности, используют частично или полностью в образовании второго потока промывающей среды или отбрасывают. Напротив, во втором воплощении третьего варианта жидкость, сливаемую из нижней области третьей части колонны, частично или полностью используют в образовании третьего потока промывающей среды. В каждом случае, третий поток промывающей среды содержит преимущественно воду и предпочтительно не более 5000 ppm (по массе) уксусной кислоты.Thus, in the first embodiment of the third embodiment, the liquid drained from the lower region of the third part of the column, in particular, is used partially or completely in the formation of the second washing medium stream or discarded. On the contrary, in the second embodiment of the third variant, the liquid drained from the lower region of the third part of the column is partially or completely used in the formation of the third washing medium stream. In each case, the third wash medium stream contains predominantly water and preferably not more than 5000 ppm (by weight) of acetic acid.

В первом воплощении третьего варианта третий поток промывающей среды можно формировать из свежей воды, то есть например, деминерализованной воды, а также, например, из указанной очищенной воды из последующего технологического блока, в частности, блока извлечения уксусной кислоты, или третий поток промывающей среды может по меньшей мере содержать такую воду. Для получения более подробной информации следует смотреть замечания, касающиеся второго варианта. Кроме того, во втором воплощении третьего варианта третий поток жидкой промывающей среды может содержать такую воду, помимо жидкости, сливаемой из нижней области третьей части колонны.In the first embodiment of the third variant, the third washing medium stream can be formed from fresh water, that is, for example, demineralized water, and also, for example, from said purified water from a subsequent process unit, in particular, an acetic acid recovery unit, or the third washing medium stream can at least contain such water. For more details, see the notes on the second option. In addition, in the second embodiment of the third option, the third stream of liquid washing medium may contain such water, in addition to the liquid drained from the lower region of the third part of the column.

В третьем варианте, в частности, в первом воплощении, химическое промывание с помощью щелочи можно, например, также осуществлять в третьей части колонны. Поток водной щелочи или отработанной щелочи, то есть щелочной раствор, содержащий один или более подходящих органических или неорганических компонентов, можно, таким образом, использовать в качестве третьего потока промывающей среды или в качестве части третьего потока промывающей среды. В данной заявке для обработки технологического газа можно использовать либо свежую щелочь, например, водный раствор гидроксида натрия, либо отработанную щелочь из расположенного ниже по потоку скруббера для промывки щелочью и/или смесь указанный жидкостей. Таким образом, в частности, можно проводить дальнейшее использование такой щелочи из скруббера для промывки щелочью, перед тем как указанную щелочь подадут в блок для отработанной щелочи. Это улучшает использование щелочи.In a third variant, in particular in the first embodiment, the chemical washing with alkali can, for example, also be carried out in the third part of the column. An aqueous caustic or spent caustic stream, ie an caustic solution containing one or more suitable organic or inorganic components, can thus be used as a third washing medium stream or as part of a third washing medium stream. In this application, either fresh caustic, such as aqueous sodium hydroxide, or spent caustic from a downstream caustic scrubber and/or a mixture of said fluids can be used to treat the process gas. In this way, in particular, it is possible to carry out further use of such alkali from the alkali scrubber before said alkali is fed into the waste alkali unit. This improves the use of alkali.

В расширении раскрытого третьего варианта, описанного в данной заявке как четвертый вариант, предлагается использовать колонну для промывки, имеющую четвертую часть колонны над третьей частью колонны, в которой технологический газ частично или полностью может подниматься из третьей части колонны в четвертую часть колонны и через четвертую часть колонны, причем четвертый поток жидкой промывающей среды вводят в верхнюю область четвертой части колонны, а жидкость сливают из нижней области четвертой части колонны. В этом воплощении в самой верхней (четвертой) части колонны, в частности, можно проводить химическую промывку с использованием щелочи, как уже раскрыто со ссылкой на второй вариант. Таким образом, в данном случае тоже, в частности, поток водной щелочи или отработанной щелочи, то есть щелочной раствор одного или более подходящих органических или неорганических компонентов, используют в качестве четвертого потока промывающей среды или в качестве его части. В данном случае тоже можно использовать либо свежую щелочь, например, водный раствор гидроксида натрия, либо отработанную щелочь из расположенного ниже по потоку скруббера щелочью для обработки технологического газа и/или смесь указанных щелочей. Таким образом, в данном случае тоже, в частности, перед тем, как указанную щелочь подают в блок для отработанной щелочи, можно предпринять дальнейшее использование такой отработанной щелочи. Как указано, это улучшает использование щелочи. Данный вариант подробно показан на Фиг. 5.In an extension of the disclosed third option, described in this application as the fourth option, it is proposed to use a wash column having a fourth column section above the third column section, in which the process gas can partially or completely rise from the third column section to the fourth column section and through the fourth column section. column, and the fourth stream of liquid washing medium is introduced into the upper region of the fourth part of the column, and the liquid is drained from the lower region of the fourth part of the column. In this embodiment, in the uppermost (fourth) part of the column, in particular, it is possible to carry out chemical washing using alkali, as already disclosed with reference to the second variant. Thus, in this case, too, in particular, an aqueous alkali or spent alkali stream, ie an alkaline solution of one or more suitable organic or inorganic components, is used as the fourth washing medium stream or as part of it. In this case too, either fresh caustic, such as an aqueous sodium hydroxide solution, or spent caustic from a downstream process gas caustic scrubber and/or a mixture of said caustics can be used. Thus, in this case too, in particular, before said alkali is supplied to the waste alkali unit, further use of such waste alkali can be undertaken. As stated, this improves the use of alkali. This option is shown in detail in Fig. 5.

Однако, в принципе, также возможно, что четвертый поток промывающей среды формируют из свежей воды, то есть например, деминерализованной воды, или еще, например, из очищенной воды из последующего технологического блока, в частности, блока извлечения уксусной кислоты, как уже раскрыто выше в отношении второго и третьего варианта, или по меньшей мере четвертый поток содержит такую воду. Однако можно также формировать четвертый поток промывающей среды с помощью жидкости, сливаемой из нижней области четвертой части колонны. Все альтернативные варианты можно также использовать в комбинации.However, in principle it is also possible that the fourth washing medium stream is formed from fresh water, i.e. for example demineralized water, or else, for example, from purified water from a subsequent process unit, in particular an acetic acid recovery unit, as already described above. in relation to the second and third options, or at least the fourth stream contains such water. However, it is also possible to form a fourth washing medium stream with liquid drained from the bottom region of the fourth part of the column. All alternative options can also be used in combination.

Аналогично, в качестве части настоящего изобретения представлена установка для производства этилена, приспособленная для формирования исходной реакционной смеси, содержащей этан и кислород, и для превращения части этана и кислорода в исходной реакционной смеси в этилен и в уксусную кислоту путем окислительного дегидрирования с получением технологического газа, где технологический газ содержит не вступившую в реакцию часть этана и кислорода, этилен и уксусную кислоту, а также воду, и которая снабжена средствами, приспособленными для быстрого охлаждения технологического газа водой.Similarly, as part of the present invention, there is provided an ethylene plant adapted to form a feed reaction mixture containing ethane and oxygen, and to convert a portion of the ethane and oxygen in the feed mixture to ethylene and to acetic acid by oxidative dehydrogenation to form a process gas, wherein the process gas contains an unreacted portion of ethane and oxygen, ethylene and acetic acid, and water, and which is provided with means adapted to rapidly cool the process gas with water.

В настоящем изобретении предложено, что в такой установке для быстрого охлаждения водой обеспечивают колонну для промывки, имеющую по меньшей мере две разные части колонны, обеспечивают средства, приспособленные для введения технологического газа в колонну для промывки, и обеспечивают средства, приспособленные для введения соответствующих водных потоков жидкой промывающей среды в по меньшей мере две разные части колонны и их пропускания в противотоке к технологическому газу.The present invention proposes that in such a water quench plant, a wash column having at least two different column parts is provided, means adapted to introduce process gas into the wash column, and means adapted to introduce respective aqueous streams liquid washing medium in at least two different parts of the column and passing them in countercurrent to the process gas.

Для пояснения особенностей и преимуществ соответствующей установки делается ссылка на указанные выше пояснения, касающиеся особенностей и преимуществ способа. В частности, такая установка приспособлена для осуществления способа согласно специфическим воплощениям, раскрытым выше, и содержит подходящие для этого средства. В связи с этим также делается ссылка на приведенные выше указания.In order to explain the features and advantages of the respective installation, reference is made to the above explanations regarding the features and advantages of the method. In particular, such a plant is adapted to carry out the method according to the specific embodiments disclosed above and contains means suitable for this. In this regard, reference is also made to the above guidelines.

Далее изобретение раскрыто со ссылкой на прилагаемые чертежи, которые иллюстрируют, среди прочего, предпочтительные воплощения настоящего изобретения.The invention is further described with reference to the accompanying drawings, which illustrate, inter alia, preferred embodiments of the present invention.

Краткое описание чертежейBrief description of the drawings

На Фиг. 1 показана установка для производства олефинов согласно одному из воплощений настоящего изобретения.On FIG. 1 shows an olefin production plant according to one embodiment of the present invention.

На Фиг. 2 схематично показано быстрое охлаждение водой согласно воплощению уровня техники.On FIG. 2 schematically shows rapid water cooling according to an embodiment of the prior art.

На Фиг. 3А и Фиг. 3В схематично показано быстрое охлаждение водой согласно воплощениям по настоящему изобретению.On FIG. 3A and FIG. 3B schematically shows rapid water cooling in accordance with embodiments of the present invention.

На Фиг. 4А и Фиг. 4В схематично показано быстрое охлаждение водой согласно воплощениям по настоящему изобретению.On FIG. 4A and FIG. 4B schematically shows rapid water cooling in accordance with embodiments of the present invention.

На Фиг. 5 схематично показано быстрое охлаждение водой согласно воплощению по настоящему изобретению.On FIG. 5 schematically shows rapid water cooling according to an embodiment of the present invention.

Подробное описание чертежейDetailed description of the drawings

На последовательных фигурах функционально и структурно эквивалентные элементы обозначены одинаковыми ссылочными позициями и для простоты повторно не раскрываются. Пояснения, касающиеся частей установки, приведенные при их описании, также применимы, соответственно, к стадиям способа, осуществляемым с помощью этих частей установки, и наоборот.In successive figures, functionally and structurally equivalent elements are designated by the same reference numerals and are not re-disclosed for simplicity. The explanations regarding the parts of the plant given in their description also apply, respectively, to the steps of the method carried out with these parts of the plant, and vice versa.

На Фиг. 1 установка для производства олефинов согласно одному из воплощений изобретения представлена в виде сильно упрощенной диаграммы установки и в целом обозначается позицией 100. Хотя ниже описана установка 100 для ОДГ этана (ОДГ-Э), настоящее изобретение также подходит, как указано, для применения в ОДГ углеводородов с большей молекулярной массой. В таком случае соответствующие пояснения применяются соответственно.On FIG. 1, an olefin production plant according to one embodiment of the invention is shown as a highly simplified plant diagram and is generally designated 100. Although an ethane (EGD-E) plant 100 is described below, the present invention is also suitable, as indicated, for use in an EGD. hydrocarbons with higher molecular weight. In such a case, the relevant explanations apply accordingly.

В установке 100 впускной поток для разделения в виде потока материала а подают в блок 101 ректификации, имеющий, например, одну или более ректификационных колонн, и подвергают ректификации. В приведенном на чертеже примере впускной поток для разделения содержит по меньшей мере этан и углеводороды с большей молекулярной массой, в частности, соответствующие высшие парафины. В блок 101 ректификации может быть также подавать один или более дополнительных впускных потоков для разделения.In the unit 100, the inlet stream for separation as a stream of material a is supplied to a rectification unit 101 having, for example, one or more distillation columns, and subjected to rectification. In the illustrated example, the separation inlet stream contains at least ethane and higher molecular weight hydrocarbons, in particular the corresponding higher paraffins. The distillation unit 101 may also be supplied with one or more additional inlet streams for separation.

В блоке 101 ректификации впускной поток для разделения подвергают ректификации раздельно или совместно с другим впускным потоком(ами) для разделения с получением продукта разделения, который содержит этан, но беден углеводородами с большей молекулярной массой. Продукт разделения сливают в виде потока с материала и подают в блок 102 предварительного нагревания. В блоке 102 предварительного нагревания продукт разделения предварительно нагревают, причем в показанном на чертеже примере в блок 102 предварительного нагревания также подают воду или поток d водяного пара. Можно также подавать другие потоки материала. Другой поток b материала, раскрытый ниже, можно добавлять в поток с материала.In the distillation unit 101, the separation inlet stream is fractionated separately or together with other separation inlet stream(s) to produce a separation product that contains ethane but is poor in higher molecular weight hydrocarbons. The separation product is drained as a stream from the material and fed to the block 102 preheating. In the preheater 102, the separation product is preheated, and in the example shown in the drawing, the preheater 102 is also supplied with water or steam stream d. You can also feed other material flows. Another material stream b, disclosed below, may be added to the material stream c.

Поток е материала, вытекающий из блока 102 предварительного нагревания, подают в блок 103 реакции для формирования исходной реакционной смеси. Из-за того, что ее формируют с использованием продукта разделения из блока 101 ректификации, исходная реакционная смесь содержит этан, но бедна углеводородами с большей молекулярной массой. Исходная реакционная смесь может также содержать один или более разбавителей, таких как вода или инертные газы, и другие компоненты. Их также можно подавать в блок 103 реакции в виде дополнительных потоков материала (не показаны).The material stream e flowing from the preheating unit 102 is fed to the reaction unit 103 to form an initial reaction mixture. Due to the fact that it is formed using the separation product from the distillation unit 101, the initial reaction mixture contains ethane, but is poor in higher molecular weight hydrocarbons. The initial reaction mixture may also contain one or more diluents such as water or inert gases, and other components. They can also be fed to reaction unit 103 as additional material streams (not shown).

В показанном на чертеже примере в блок 103 реакции подают поток f кислородсодержащего материала. Его можно обеспечить с помощью установки 104 для разделения воздуха. Для этого в установку 104 для разделения воздуха подают поток g воздуха. Поток f кислородсодержащего материала может по существу представлять собой чистый кислород, но фракции азота и благородных газов также могут присутствовать в зависимости от работы установки 104 для разделения воздуха. Таким образом, также можно подавать разбавитель.In the example shown in the drawing, the reaction unit 103 is supplied with a stream f of oxygen-containing material. This can be provided by the air separation unit 104. To do this, air flow g is supplied to the air separation unit 104 . The oxygenate material stream f may be substantially pure oxygen, but nitrogen and noble gas fractions may also be present depending on the operation of the air separation unit 104. Thus, it is also possible to supply a diluent.

Выходящий из блока 103 реакции поток представляет собой технологический газ в виде потока h технологического газа, который содержит этилен, образовавшийся в блоке 103 реакции путем ОДГ части этана в исходной реакционной смеси. Смесь продуктов дополнительно содержит уксусную кислоту, возможно образовавшуюся из этана в процессе ОДГ в блоке 103 реакции, воду, монооксид углерода, диоксид углерода, не вступивший в реакцию кислород и разбавитель(и) и другие соединения, если они добавлены или раньше образовались в блоке 103 реакции.The effluent from the reaction unit 103 is the process gas in the form of process gas stream h, which contains ethylene formed in the reaction unit 103 by ODH of a portion of the ethane in the initial reaction mixture. The product mixture additionally contains acetic acid possibly formed from ethane during the ODH process in reaction block 103, water, carbon monoxide, carbon dioxide, unreacted oxygen and diluent(s) and other compounds if added or previously formed in block 103 reactions.

Понятно, что блок 103 реакции может содержать один или несколько реакторов, которые, например, работают параллельно. В последнем случае, в каждый из этих реакторов подают соответствующие исходные реакционные смеси, которые могут иметь одинаковый или разный состав, и соответствующие потоки f кислородсодержащего материала, и в каждом случае формируются соответствующие потоки h технологического газа. Последний можно, например, объединять и подавать совместно в виде технологического газа в блоки, раскрытые ниже.It will be appreciated that the reaction unit 103 may comprise one or more reactors which, for example, operate in parallel. In the latter case, each of these reactors is fed with respective initial reaction mixtures, which may have the same or different composition, and respective oxygenate material streams f, and in each case respective process gas streams h are formed. The latter can, for example, be combined and fed together as process gas to the units disclosed below.

Технологический газ перемещают в блок 104 быстрого охлаждения, в котором, например, в колонне для промывки, он может приходить в контакт с водой для быстрого охлаждения или подходящим водным раствором. В блоке 104 быстрого охлаждения технологический газ, в частности, охлаждают, а уксусную кислоту, образовавшуюся в блоке 103 реакции, вымывают из технологического газа. Обогащенная уксусной кислотой технологическая вода вытекает из блока 104 быстрого охлаждения в виде потока i материала, а технологический газ, по меньшей мере в основном освобожденный от уксусной кислоты, вытекает из блока 104 быстрого охлаждения в виде потока к материала.The process gas is transferred to a quench unit 104 where, for example, in a scrub column, it may come into contact with quench water or a suitable aqueous solution. In the quench unit 104, the process gas is specifically cooled, and the acetic acid generated in the reaction unit 103 is washed out of the process gas. The acetic acid-enriched process water flows out of the quench unit 104 as a material stream i, and the process gas, at least substantially free of acetic acid, flows out of the quench unit 104 as a material stream.

В необязательном блоке 105 извлечения уксусной кислоты уксусную кислоту отделяют от обогащенной уксусной кислотой технологической воды в виде ледяной уксусной кислоты, которую выгружают из установки 100 в виде потока 1 материала. Чистую технологическую воду, также извлеченную в блоке 105 извлечения уксусной кислоты, можно подавать в блок 102 предварительного нагревания в виде ранее раскрытого потока d материала. Технологическую воду, подаваемую в реактор, можно также частично или полностью обеспечить в виде подаваемой извне свежей воды. Вода, которую больше не используют, или которая не требуется, можно выгружать из установки 100 и подавать на обработку отработанной воды в виде потока m отработанной воды.In an optional acetic acid recovery unit 105, acetic acid is separated from the acetic acid-enriched process water as glacial acetic acid, which is discharged from unit 100 as material stream 1. The clean process water, also recovered in the acetic acid recovery unit 105, can be supplied to the preheating unit 102 as the previously disclosed material stream d. The process water supplied to the reactor can also be partially or completely provided in the form of fresh water supplied from outside. Water that is no longer used or required can be discharged from plant 100 and fed to waste water treatment as waste water stream m.

Технологический газ, присутствующий в виде потока к материала и по меньшей мере в основном освобожденный от уксусной кислоты, сжимают до подходящего уровня давления, например, от 1,5 МПа до 2,5 МПа (15 до 25 бар), в блоке 106 сжатия и в виде сжатого потока п материала подают в блок 107 промывания амином. Здесь, в частности, вымывают часть диоксида углерода, присутствующего в технологическом газе. После регенерации амина вымытый диоксид углерода можно выгрузить из установки в виде потока q материала.The process gas, present as a stream to the material and at least substantially free of acetic acid, is compressed to a suitable pressure level, such as 1.5 MPa to 2.5 MPa (15 to 25 bar), in a compression unit 106 and in the form of a compressed stream n material is fed into the amine washing unit 107. Here, in particular, part of the carbon dioxide present in the process gas is washed away. After amine regeneration, the washed carbon dioxide can be discharged from the plant as a material stream q.

Технологический газ, таким образом частично освобожденный от диоксида углерода, перемещают в виде потока о материала в блок 108 промывки щелочью и дополнительно очищают в нем от диоксида углерода. В блоке 108 промывки щелочью генерируется отработанная щелочь, которую в виде потока р материала перемещают в блок 109 обработки отработанной щелочи и в итоге выгружают из установки.The process gas, thus partially freed from carbon dioxide, is transferred as a material stream to the alkali washing unit 108 and further purified from carbon dioxide therein. In the alkali washing unit 108, spent alkali is generated, which is transferred as a material stream p to the spent alkali treatment unit 109 and finally discharged from the plant.

Технологический газ, дополнительно очищенный в блоке 108 промывки щелочью, перемещают в виде потока r материала в блок 110 предварительного охлаждения и сушки, где он может быть далее освобожден, в частности, от оставшийся воды. Высушенный технологический газ перемещают в виде потока s материала в блок 111 низкой температуры и после этого в дополнительно охлажденном виде в виде одного или более потоков t материала в блок 112 деметанизации. В блоке 111 низкой температуры и блоке 112 деметанизации компоненты с более низкой температурой кипения, чем этилен, среди которых, в частности, монооксид углерода и кислород, отделяют от технологического газа, при этом остаток остается в конденсированной форме. Если технологический газ содержит углеводороды с большей молекулярной массой, образовавшиеся в качестве побочного продукта в процессе ОДГ в блоке 103 реакции, они также переходят в конденсат.The process gas, further purified in the alkali washing unit 108, is conveyed as material stream r to the pre-cooling and drying unit 110 where it can be further liberated, in particular from remaining water. The dried process gas is transferred as a material stream s to the low temperature unit 111 and thereafter, further cooled as one or more material streams t to the demethanization unit 112 . In the low temperature unit 111 and the demethanization unit 112, components with a lower boiling point than ethylene, among which, in particular, carbon monoxide and oxygen, are separated from the process gas, while the residue remains in a condensed form. If the process gas contains hydrocarbons with a higher molecular weight, formed as a by-product in the FGD process in the reaction unit 103, they also pass into the condensate.

Отделенные компоненты с более низкой, чем этилен, температурой кипения возвращают рециклом в виде одного или более потоков и материала через блок 111 низкой температуры и блок 110 предварительного охлаждения и сушки, где возможно объединяется с другими соответствующими потоками материала, используемыми для целей охлаждения, и выгружаются из установки 100. Если необходимо, углеводороды, имеющие два и возможно более атомов углерода, подают в виде потока v материала в блок 113 гидрирования, в котором можно гидрировать, в частности, ацетилен, образовавшийся в качестве побочного продукта в процессе ОДГ в блоке 103 реакции. После гидрирования поток материала, теперь обозначенный как w, перемещают в блок 114 извлечения этилена.The separated components with a lower boiling point than ethylene are recycled as one or more streams and material through the low temperature unit 111 and the precooling and drying unit 110, where possible combined with other appropriate material streams used for cooling purposes, and discharged from plant 100. If necessary, hydrocarbons having two or possibly more carbon atoms are fed as a material stream v into a hydrogenation unit 113 in which it is possible to hydrogenate, in particular, acetylene formed as a by-product in the ODH process in reaction unit 103 . After hydrogenation, the material stream, now labeled w, is transferred to an ethylene recovery unit 114.

В блоке 114 извлечения этилена этилен по меньшей мере в основном отделяют от других компонентов и в виде потока х материала после утилизации в блоке 115 охлаждения этилена может быть выгружен из установки 100 в газообразном состоянии. Оставшиеся компоненты, преимущественно этан и возможно углеводороды с большей молекулярной массой, сливают в виде потока у материала и в виде потока b материала возвращают рециклом в блок 101 предварительного нагревания.In the ethylene recovery unit 114, the ethylene is at least substantially separated from the other components and as a material stream x after disposal in the ethylene cooling unit 115 can be discharged from the plant 100 in a gaseous state. The remaining components, predominantly ethane and possibly higher molecular weight hydrocarbons, are drained off as a material stream and recycled as material stream b to the preheater 101 .

На Фиг. 2 схематически показано быстрое охлаждения водой согласно воплощению уровня техники, а на каждой из последующих Фиг. 3А и 3В, 4А и 4В и 5 показано быстрое охлаждение водой согласно воплощениям по настоящему изобретению. Каждый из элементов 1-9, показанные на перечисленных фигурах, соответствует идентичным или сравнимым функциям, и следовательно, в принципе имеет сравнимую конструкцию. Однако каждый из них может быть обеспечен в различных вариантах, например, разного размера и в разном количестве.On FIG. 2 schematically shows rapid water cooling according to a prior art embodiment, and each of the following FIGS. 3A and 3B, 4A and 4B and 5 show rapid water cooling in accordance with embodiments of the present invention. Each of the elements 1-9 shown in the listed figures corresponds to identical or comparable functions, and therefore, in principle, has a comparable design. However, each of them can be provided in different ways, such as different sizes and different amounts.

Потоки материала, обозначенные теми же заглавными буквами являются, в принципе, сравнимыми. Охлаждение водой, показанное на перечисленных фигурах, можно использовать в виде блока 104 быстрого охлаждения согласно Фиг. 1 или в виде части такого блока быстрого охлаждения, интегрирование которого достигается с помощью потоков материала, обозначенных в данной заявке h, i и k.The material flows indicated by the same capital letters are, in principle, comparable. The water cooling shown in the above figures can be used as the quench unit 104 of FIG. 1 or as part of such a quench unit, the integration of which is achieved using material flows, denoted in this application h, i and k.

Как уже указывалось, настоящее изобретение относится к способу производства этилена, в котором формируют исходную реакционную смесь, содержащую этан и кислород, и часть этана и кислорода в исходной реакционной смеси превращается в этилен и уксусную кислоту путем окислительного дегидрирования с получением технологического газа, где технологический газ содержит не вступившую в реакцию часть этана и кислорода, этилен и уксусную кислоту, а также воду.As already mentioned, the present invention relates to a method for the production of ethylene, in which an initial reaction mixture containing ethane and oxygen is formed, and a part of the ethane and oxygen in the initial reaction mixture is converted into ethylene and acetic acid by oxidative dehydrogenation to obtain a process gas, where the process gas contains unreacted part of ethane and oxygen, ethylene and acetic acid, and also water.

Технологический газ, который, в частности, содержит также другие компоненты, например, монооксид углерода и диоксид углерода, в воплощении согласно уровню техники, показанном на Фиг. 2, подают в колонну 1 для промывки при уровне температуры, например, около 140°С в виде потока материала, обозначенного как h на Фиг. 1.The process gas, which in particular also contains other components such as carbon monoxide and carbon dioxide, in the embodiment according to the prior art shown in FIG. 2 is fed into the wash column 1 at a temperature level of, for example, about 140° C. as a material stream, denoted as h in FIG. one.

Колонна 1 для промывки содержит область 2 обмена, которая может содержать подходящие тарелки и/или насыпные слои. Из нижней области колонны 1 для промывки жидкая фракцию при уровне температуры, например, примерно от 80°С до 100°С в виде потока А материала сливают и частично с помощью насоса 3 в виде потока В материала пропускают через теплообменник 4 и теплообменник 5 и обратно в верхнюю область колонны 1 для промывки.The washing column 1 contains an exchange area 2 which may contain suitable trays and/or bulk beds. From the lower region of the washing column 1, the liquid fraction at a temperature level, for example, from about 80° C. to 100° C., is drained off in the form of a material stream A and partly with the help of a pump 3 in the form of a material stream B through the heat exchanger 4 and the heat exchanger 5 and back in the upper region of the column 1 for washing.

Таким образом водный поток жидкой промывающей среды формируется и течет в противотоке относительно технологического газа. Жидкая фракция, накапливающаяся в нижней части колонны 1 для промывки по существу представляет собой смесь воды и уксусной кислоты. Избыток смеси воды и уксусной кислоты может быть выгружен в виде потока материала, обозначенного как i на Фиг. 1. Охлажденный технологический газ может быть слит в виде потока материала, обозначенного как к на Фиг. 1.Thus, an aqueous stream of liquid flushing medium is formed and flows in countercurrent with respect to the process gas. The liquid fraction accumulating at the bottom of the washing column 1 is essentially a mixture of water and acetic acid. The excess mixture of water and acetic acid can be discharged as a material stream, denoted as i in FIG. 1. The cooled process gas may be drained as a material stream, denoted as k in FIG. one.

С помощью теплообменника 4 проводят интеграцию тепла и охлаждают жидкую фракцию до уровня температуры, например, от 50°С до 90°С. В теплообменнике 5 жидкую фракцию охлаждают до уровня температуры, например, от 20°С до 50°С с помощью охлаждающей воды.With the help of the heat exchanger 4 carry out the integration of heat and cool the liquid fraction to a temperature level, for example, from 50°C to 90°C. In the heat exchanger 5, the liquid fraction is cooled to a temperature level, for example, from 20°C to 50°C using cooling water.

Согласно варианту, показанному на Фиг. 2, проводят охлаждение, то есть быстрое охлаждение, цель которого состоит в интеграции тепла и наибольшем возможном охлаждении в сочетании с незначительным падением давления. Однако обычно получают сравнительно небольшое снижение количества уксусной кислоты.According to the variant shown in FIG. 2, cooling is carried out, that is, rapid cooling, the purpose of which is to integrate heat and the greatest possible cooling, combined with a slight pressure drop. However, a relatively small reduction in the amount of acetic acid is usually obtained.

Однако такой результат достигается в воплощениях изобретения, показанных на последующих Фиг. 3А и 3В, 4А и 4В и еще 5, в которых быстрое охлаждение водой включает введение технологического газа в соответствующую колонну для промывки, в которой соответствующие водные потоки жидкой промывающей среды вводят по меньшей мере в две разные части колонны, и они протекают в противотоке относительно технологического газа.However, such a result is achieved in the embodiments of the invention shown in the following FIGS. 3A and 3B, 4A and 4B, and 5 more wherein the water quench comprises introducing the process gas into a respective wash column, in which respective aqueous streams of liquid wash medium are introduced into at least two different portions of the column and flow in countercurrent with respect to process gas.

В воплощении, показанном на Фиг. 3А, колонна для промывки обозначена позицией 10. Указанная колонна содержит две области 2 обмена, каждая из которых может содержать подходящие тарелки и/или насыпные слои. Таким образом разделяют колонну 10 для промывки. Подпоток С общего циркулирующего потока В материала, перемещаемого с помощью насоса 3, вводят через теплообменник 4 между двумя областями 2 обмена в колонну 10 для промывки. Другой подпоток С общего циркулирующего количества, перемещаемого с помощью насоса 3, вводят в верхнюю область колонны 10 для промывки через теплообменник 5 и другой, в частности, теплообменник 5а с рациональным использованием тепла.In the embodiment shown in FIG. 3A, the wash column is indicated by 10. Said column contains two exchange regions 2, each of which may contain suitable trays and/or bulk beds. The washing column 10 is thus separated. The substream C of the total circulating flow B of the material conveyed by the pump 3 is introduced through the heat exchanger 4 between the two exchange areas 2 into the washing column 10 . Another sub-stream C of the total circulating quantity conveyed by the pump 3 is introduced into the upper region of the washing column 10 through a heat exchanger 5 and another, in particular a heat-saving heat exchanger 5a.

Уровни температуры по существу являются такими же, как раскрыты ранее в отношении двух потоков промывающей среды. Согласно воплощению, показанному на Фиг. 3А, в теплообменнике 5 можно также проводить охлаждение воздухом.The temperature levels are essentially the same as previously disclosed for the two flush media streams. According to the embodiment shown in FIG. 3A, the heat exchanger 5 can also be air-cooled.

В сравнении с воплощением, показанным на Фиг. 2, воплощение, показанное на Фиг. 3А, обеспечивает более хорошее регулирование температурного профиля колонны и, соответственно, обеспечивает также достижение более высокой степени интеграции тепла, поскольку больше энергии можно извлечь при более высоком уровне температуры.Compared to the embodiment shown in FIG. 2, the embodiment shown in FIG. 3A provides better control of the temperature profile of the column and thus also achieves a higher degree of heat integration since more energy can be recovered at a higher temperature level.

В воплощении, показанном на Фиг. 3В, обеспечены два контура, полностью отделенные друг от друга, которые делают возможным, в частности, достижение градиента концентрации уксусной кислоты из нижней части в верхнюю и таким образом снижают введение уксусной кислоты в последующий блок сжатия, такой как блок 106 сжатия на Фиг. 1. Кроме того, данная мера еще больше увеличивает потенциал для интеграции тепла.In the embodiment shown in FIG. 3B, two circuits are provided, completely separated from each other, which make it possible, in particular, to achieve a concentration gradient of acetic acid from the bottom to the top and thus reduce the introduction of acetic acid into the subsequent compression unit, such as the compression unit 106 in FIG. 1. In addition, this measure further increases the potential for heat integration.

Для этого колонну для промывки, обозначенную в данной заявке позицией 20, разделяют с помощью барьерного желоба 6 для жидкости, в частности, с помощью газоотвода. Жидкость, сливаемую из нижней части колонны 20 для промывки в виде потока D материала, частично вводят через теплообменник 4 в виде потока Е материала ниже барьерного желоба 21 для жидкости в нижнюю часть колонны 20 для промывки.To this end, the washing column, designated 20 in this application, is separated by means of a liquid barrier trough 6, in particular by means of a gas vent. The liquid drained from the bottom of the washing tower 20 as material stream D is partially introduced through the heat exchanger 4 as material stream E below the liquid barrier trough 21 into the bottom of the washing tower 20 .

Жидкость, собранную на барьерном желобе 6 для жидкости, сливают при уровне температуры, например, от 40°С до 70°С в виде потока F материала и в виде потока G материала с помощью насоса частично пропускают через теплообменник 7 и вводят в верхнюю часть колонны 20 для промывки. Другую часть потока F материала пропускают в виде потока G' материала в нижнюю часть контура для промывающей среды и/или выгружают. Выгрузку, если специально не оговорено, можно осуществлять отдельно от выгрузки из нижнего контура, где часть потока D материала выгружают в виде потока i материала или оба выгружаемые потока выпускают из установки в смеси в виде потока i материала.The liquid collected in the liquid barrier trough 6 is discharged at a temperature level of, for example, 40° C. to 70° C. as a material stream F and as a material stream G is partially pumped through the heat exchanger 7 and introduced into the top of the column. 20 for flushing. Another part of the material stream F is passed as material stream G' into the lower part of the washing medium circuit and/or discharged. The unloading, unless otherwise stated, can be carried out separately from the unloading from the lower circuit, where part of the material stream D is unloaded as a material stream i or both discharged streams are discharged from the plant in a mixture as a material stream i.

В сравнении с воплощением, показанным на Фиг. 2, 3А и 3В, в воплощениях, показанных на Фиг. 4А и 4В, добавляют дополнительную часть колонны, то есть колонны для промывки, обозначенные 30 и 40, соответственно, в нижней части обозначенные, соответственно, 31 и 42, сконструированы аналогично колоннам для промывки, показанным на Фиг. 2, 3А и 3В, и содержат соответствующие контуры для промывающей среды, внутренние элементы и т.д..Compared to the embodiment shown in FIG. 2, 3A and 3B, in the embodiments shown in FIG. 4A and 4B, an additional part of the column is added, i.e., the wash columns, labeled 30 and 40, respectively, at the bottom, labeled 31 and 42, respectively, are constructed similarly to the scrub columns shown in FIG. 2, 3A and 3B, and contain the corresponding circuits for the washing medium, internal elements, etc..

Это не показано на всех комбинациях из соображений сохранения ясности. Таким образом, в показанном на чертеже примере воплощение, показанное на Фиг. 4А, включает нижнюю часть 31 согласно воплощению, показанному на Фиг. 3А; однако нижняя часть 31 может быть также сконструирована согласно воплощению, показанному на Фиг. 3В. Соответственно, в показанном на чертеже примере воплощение, показанное на Фиг. 4В, содержит нижнюю часть 41 согласно воплощению, показанному на Фиг. 3В; однако нижняя часть 41 может быть также сконструирована согласно воплощению, показанному на Фиг. 3А.This is not shown on all combinations for reasons of clarity. Thus, in the example shown in the drawing, the embodiment shown in FIG. 4A includes a lower portion 31 according to the embodiment shown in FIG. 3A; however, the lower part 31 may also be constructed according to the embodiment shown in FIG. 3B. Accordingly, in the example shown in the drawing, the embodiment shown in FIG. 4B includes a lower part 41 according to the embodiment shown in FIG. 3B; however, the lower part 41 may also be constructed according to the embodiment shown in FIG. 3A.

Соответствующие добавленные части колонны обозначены 32 и 42, соответственно. Указанные части ограничены от нижних частей 31 и 41 с помощью дополнительного барьерного желоба для жидкости. Выше этого барьерного желбоа 6 для жидкости жидкость в каждом случае сливают в виде потока Н материала.The corresponding added column parts are labeled 32 and 42, respectively. Said parts are limited from the lower parts 31 and 41 by an additional liquid barrier trough. Above this liquid barrier trough 6, liquid is discharged in each case as a material stream H.

Согласно воплощению, показанному на Фиг. 4А, обеспечивают нагнетаемый контур, содержащий насос 8, с помощью которого по меньшей мере часть потока Н материала в виде потока I материала при уровне температуры, например, от 20°С до 50°С может, например, подаваться рециклом в верхнюю область части 32 колонны, в смеси с потоком L материала свежей, деминерализованной воды или также, например, очищенной воды из блока извлечения уксусной кислоты, например, блока 105 извлечения уксусной кислоты согласно Фиг. 1, содержащего, например, примерно от 0 до 5000 ppm (по массе) уксусной кислоты. Избыток жидкости, например, под контролем уровня наполнения, подают в виде потока К материала в поток С материала или, в противном случае, выгружают.According to the embodiment shown in FIG. 4A provide a pressurization circuit comprising a pump 8 with which at least a portion of the material stream H as material stream I at a temperature level of, for example, 20° C. to 50° C. can, for example, be recycled to the upper region of part 32 column, mixed with the material stream L of fresh, demineralized water or also, for example, purified water from an acetic acid recovery unit, for example, an acetic acid recovery unit 105 according to FIG. 1, containing, for example, from about 0 to 5000 ppm (by weight) of acetic acid. Excess liquid, for example under control of the fill level, is fed as material stream K into material stream C or otherwise discharged.

Согласно воплощению, показанному на Фиг. 4 В, только свежую, деминерализованную воду или, например, также очищенную воду из блока извлечения уксусной кислоты, например, блока 105 извлечения уксусной кислоты согласно Фиг. 1, содержащую, например, примерно от 0 до 5000 ppm (по массе) уксусной кислоты и при уровне температуры, например, от 20°С до 50°С подают в верхнюю часть 42 колонны в виде потока L материала. Избыток жидкости, например, под контролем уровня наполнения, подают в виде потока К материала в поток С материала или, в противном случае, выгружают. Поток Н материала, например, под контролем уровня наполнения, по меньшей мере частично подают в виде потока М материала в поток G материала или, в противном случае, выгружают.According to the embodiment shown in FIG. 4B, only fresh, demineralized water or, for example, also purified water from an acetic acid recovery unit, for example, an acetic acid recovery unit 105 according to FIG. 1 containing, for example, from about 0 to 5000 ppm (by weight) of acetic acid and at a temperature level of, for example, from 20°C to 50°C is fed to the top of the column 42 as a material stream L. Excess liquid, for example under control of the fill level, is fed as material stream K into material stream C or otherwise discharged. The material stream H, for example under control of the filling level, is at least partially fed as a material stream M into the material stream G or otherwise discharged.

На Фиг. 5 показано воплощение, в котором еще больше расширены воплощения, показанные на Фиг. 4А и 4В. Части 31 и секции 41 и 32 и 42, показанные на Фиг. 4А и 4В, можно обеспечивать в любой желательной комбинации, и они не показаны подробно на Фиг. 5 для обобщения.On FIG. 5 shows an embodiment in which the embodiments shown in FIG. 4A and 4B. Parts 31 and sections 41 and 32 and 42 shown in FIG. 4A and 4B may be provided in any desired combination and are not shown in detail in FIG. 5 for generalization.

В свою очередь, самая верхняя часть колонны для промывки, обозначенная в данной заявке 50, отделена барьерным желобом 6 для жидкости от частей колонны 31, 32, 41 и 42 ниже. Это добавляет дополнительную часть колонны, которая интегрирована в контур, нагнетаемый через насос 9, в который вводят поток отработанной щелочи из расположенного ниже по потоку блока, такого как, например, поток р щелочи из блока 108 промывки щелочью согласно Фиг. 1, свежий раствор щелочи или комбинацию обоих потоков. Соответствующий поток материала обозначают N на Фиг. 5.In turn, the uppermost part of the washing column, designated 50 in this application, is separated by a liquid barrier trough 6 from the column parts 31, 32, 41 and 42 below. This adds an additional part of the column that is integrated into the circuit pumped through the pump 9 into which the spent alkali stream from the downstream unit is introduced, such as, for example, the alkali stream p from the alkali washing unit 108 according to FIG. 1, fresh alkali solution or a combination of both streams. The corresponding material flow is denoted by N in FIG. 5.

Вместе с потоком О контура поток М материала вводят в верхнюю часть колонны 50 для промывки в виде потока Р материала. Выше барьерного желоба 6 для жидкости сливают обогащенный щелочью Q. Его можно частично использовать в виде потока О контура и частично выгружать в виде потока R материала в блок обработки отработанной щелочи, такой как блок 109 обработки отработанной щелочи согласно Фиг. 1.Together with the loop stream O, the material stream M is introduced into the top of the washing column 50 as the material stream P. Above the liquid barrier trough 6, the alkali-rich Q is drained. It can be partly used as a loop flow O and partly discharged as a material flow R to a waste alkali treatment unit, such as the waste alkali treatment unit 109 of FIG. one.

Таким образом, дополнительно к фоновому промыванию водой обеспечивают химическое промывание, которое дополнительно снижает количество уксусной кислоты, проходящей выше по потоку, и тем самым защищает блоки, расположенные ниже по потоку.Thus, in addition to the background water wash, a chemical wash is provided that further reduces the amount of acetic acid passing upstream and thereby protects the downstream units.

Преимущества, достигаемые при использовании воплощений по настоящему изобретению, раскрытые выше, в целом еще раз поясняются со ссылкой на соответствующие модельные данные, представленные ниже.The advantages achieved by using the embodiments of the present invention disclosed above are generally re-explained with reference to the corresponding model data presented below.

Во всех случаях предполагалось, что технологический газ, вводимый в колонну для промывки, в каждом случае применяют при температуре 140°С, давлении 0,21 МПа (2,1 бар) (абс.) и массовом расходе 110 т/ч, при этом содержание уксусной кислоты составляет 11,1% (масс.), содержание воды составляет 29% (масс.), и содержание углеводородов, имеющих два атома углерода, составляет 56,5% (масс.).In all cases, it was assumed that the process gas introduced into the scrub column was in each case used at a temperature of 140°C, a pressure of 0.21 MPa (2.1 bar) (abs.) and a mass flow rate of 110 t/h, while the content of acetic acid is 11.1% (mass.), the content of water is 29% (mass.), and the content of hydrocarbons having two carbon atoms is 56.5% (mass.).

В воплощении согласно уровню техники на Фиг. 2, то есть содержащем один контур и один возвращаемый рециклом поток, доля уксусной кислоты, которую можно отделить от технологического газа, составляет 99,4%, причем содержание уксусной кислоты в верхнем потоке колонны для промывки (поток к материала) составляет 5814,0 ppm (по массе). Полезная отводимая теплота при температуре выше 85°С составляет 4428 кВт, массовый расход в контуре циркулируемой промывающей среды составляет 430 т/ч, и потребление свежей воды составляет 0 т/ч.In the embodiment according to the prior art in FIG. 2, i.e. containing one loop and one recycle stream, the proportion of acetic acid that can be separated from the process gas is 99.4%, and the content of acetic acid in the upper stream of the washing column (stream to material) is 5814.0 ppm (by weight). The useful waste heat above 85° C. is 4428 kW, the mass flow in the circulating washing medium circuit is 430 t/h and the fresh water consumption is 0 t/h.

В отличие от этого, хотя воплощение по настоящему изобретению, показанное на Фиг. 3А, содержит один контур и два возвращаемых рециклом потока, доля уксусной кислоты, которую можно отделить, также составляет 99,4%, и содержание уксусной кислоты в верхнем потоке также имеет сравнимое значение 5890,0 ppm (по массе), полезная отводимая теплота выше 85°С возрастает до значения 4609 кВт. Как упоминалось выше, по сравнению с воплощением уровня техники на Фиг. 2 воплощение, показанное на Фиг. 3А, обеспечивает более хорошее регулирование температурного профиля колонны и, соответственно, также обеспечивает достижение более высокой степени интеграции тепла, поскольку больше энергии можно извлечь при более высоком уровне температуры. В этом случае, массовый расход в контуре составляет 730 т/ч, потребление свежей воды составляет 0 т/ч.In contrast, although the embodiment of the present invention shown in FIG. 3A, contains one circuit and two recycle streams, the acetic acid fraction that can be separated is also 99.4%, and the acetic acid content in the overhead stream is also comparable at 5890.0 ppm (by mass), the useful heat removed is higher 85°C increases to a value of 4609 kW. As mentioned above, compared to the prior art embodiment of FIG. 2 embodiment shown in FIG. 3A provides better control of the temperature profile of the column and thus also achieves a higher degree of heat integration since more energy can be recovered at a higher temperature level. In this case, the mass flow in the circuit is 730 t/h, the fresh water consumption is 0 t/h.

В воплощении настоящего изобретения, показанном на Фиг. 3В, содержащем два контура и два возвращаемых рециклом потока, можно отделить большую долю уксусной кислоты, составляющую 99,6%. Содержание уксусной кислоты в верхнем потоке заметно снижается до значения 3906,0 ppm (по массе). Таким образом введение уксусной кислоты в последующие блоки, такие как блок сжатия, можно заметно снизить. Как уже упоминалось, интеграцию тепла можно еще больше улучшить в данной заявке. Полезная отводимая теплота при температуре 85°С заметно возрастает, а именно до значения 5833 кВт. Массовый расход в контуре составляет 1140 т/ч, потребление свежей воды составляет 0 т/ч.In the embodiment of the present invention shown in FIG. 3B, containing two loops and two recycle streams, a large proportion of acetic acid of 99.6% can be separated. The content of acetic acid in the upper stream is markedly reduced to a value of 3906.0 ppm (by weight). Thus, the introduction of acetic acid into subsequent blocks, such as the compression block, can be markedly reduced. As already mentioned, heat integration can be further improved in this application. Useful heat removed at a temperature of 85°C increases markedly, namely to a value of 5833 kW. The mass flow in the circuit is 1140 t/h, the fresh water consumption is 0 t/h.

Дальнейшее заметное улучшение извлечения уксусной кислоты возможно в воплощении изобретения, показанном на Фиг. 4А, содержащем один контур, два возвращаемых рециклом потока и ввод свежей воды. Хотя 99,98% доли уксусной кислоты можно отделить, остаток содержания уксусной кислоты в верхнем потоке составляет 177,0 ppm (по массе). Полезная отводимая теплота выше 85°С составляет 3828 кВт, массовый расход в контуре составляет 730 т/ч, и потребление свежей воды составляет 8 т/ч.A further marked improvement in acetic acid recovery is possible in the embodiment of the invention shown in FIG. 4A containing one circuit, two recycle streams and a fresh water inlet. Although 99.98% of the acetic acid can be separated, the remainder of the overhead acetic acid content is 177.0 ppm (w/w). The useful heat rejection above 85° C. is 3828 kW, the mass flow in the loop is 730 t/h and the fresh water consumption is 8 t/h.

Извлечение уксусной кислоты в воплощении изобретения, показанном на Фиг. 4В, содержащем два контура, два возвращаемых рециклом потока и впрыск свежей воды, приводит к еще большему улучшению отделения доли уксусной кислоты, составляющей 99,99%, оставляя 90,0 ppm (по массе) уксусной кислоты в верхнем потоке. Полезная отводимая теплота выше 85°С составляет 5116 кВт, массовый расход в контуре составляет 1140 т/ч, и потребление свежей воды составляет 8 т/ч.Recovery of acetic acid in the embodiment of the invention shown in FIG. 4B, containing two loops, two recycle streams and fresh water injection, results in an even better separation of the 99.99% acetic acid fraction, leaving 90.0 ppm (w/w) acetic acid in the overhead stream. The useful waste heat above 85° C. is 5116 kW, the mass flow in the loop is 1140 t/h and the fresh water consumption is 8 t/h.

Промывка щелочью далее по потоку, обеспеченная в воплощении, показанном на Фиг. 5, ниже по потоку в дополнительной части колонны, может обеспечить дальнейшее заметное снижение содержания уксусной кислоты в верхнем потоке до значения, типичного для химических промывок, то есть до значения менее 1 ppm (по массе).The downstream alkali wash provided in the embodiment shown in FIG. 5, downstream in the additional portion of the column, can provide a further noticeable reduction in the acetic acid content in the overhead stream to a value typical of chemical washes, i.e. to a value of less than 1 ppm (by weight).

Claims

1. A method for the production of ethylene, in which an initial reaction mixture containing ethane and oxygen is formed, and a part of the ethane and oxygen in the initial reaction mixture is converted into ethylene and acetic acid by oxidative dehydrogenation to obtain a process gas, and the process gas contains an unreacted part ethane and oxygen, ethylene and acetic acid, and water, wherein the process gas is subjected to a water quench, characterized in that the water quench comprises introducing process gas into column (10, 20, 30, 40, 50) for washing, in which at least two different parts of the column enter the corresponding aqueous streams of liquid washing medium, and they flow in countercurrent to the process gas, while the column includes the first part of the column and the second part of the column, and the first stream of liquid washing medium is introduced into the first part of the column, and the second stream of liquid washing medium is injected into the second part of the column.

2. The method according to p. 1, in which the second part of the column is located above the first part of the column, while the process gas is introduced into the lower region of the first part of the column and partially or completely ensure its rise through the first part of the column, from the first part of the column to the second part of the column and through the second part of the column, and at the same time the first stream of liquid washing medium is introduced into the upper region of the first part of the column, and the second stream of liquid washing medium is introduced into the upper region of the second part of the column.

3. The method of claim 2, wherein the first flush medium stream is introduced at a first temperature level into the first column portion and the second flush medium stream is introduced at a second temperature level into the second column portion.

4. The method according to claim 3, wherein the first temperature level is from 50 to 90°C and/or the second temperature level is from 20 to 50°C.

5. The method according to any one of paragraphs. 2-4, in which the liquid is drained from the lower region of the first part of the column and partially or completely used to form the first and/or second flush medium stream.

6. The method according to any one of paragraphs. 2-4, in which the first part of the column is separated from the second part of the column by a barrier chute 6 for liquid.

7. The method of claim 6, wherein the liquid is drained from the bottom region of the first column section and partially or completely used in forming the first flush medium stream, and wherein the liquid is drained from the bottom region of the second column section.

8. The method of claim 7, wherein the first and second washing medium streams predominantly contain water, and wherein the first washing medium stream has a higher acetic acid content than the second washing medium stream.

9. The method according to any one of paragraphs. 2-8, which uses a scrub column (30, 40, 50) having a third column section located above the second column section, wherein the process gas can partially or completely rise from the second column section into the third column section and through the third column section. , while the third stream of liquid washing medium is introduced into the upper region of the third part of the column.

10. The method of claim. 9, wherein the liquid is drained from the lower region of the third part of the column and partially or completely used in the formation of the second stream of washing medium.

11. The method of claim 9, wherein the liquid is drained from the lower region of the third part of the column and partially or completely used in the formation of the third washing medium stream.

12. The method according to any one of paragraphs. 9-11, in which the formation of the third flush medium stream at least partially uses an externally supplied stream, mainly consisting of water and containing by weight not more than 5000 ppm (million parts) of acetic acid.

13. The method according to any one of paragraphs. 2-12, which uses a scrubbing column (50) having a fourth column located above the third column, wherein the process gas may partially or completely rise from the third column into the fourth column and through the fourth column, wherein the fourth a stream of liquid washing medium is introduced into the upper region of the fourth part of the column, and the liquid is drained from the lower region of the fourth part of the column.

14. The method of claim 11, wherein the fourth wash medium stream is an aqueous caustic or spent caustic stream.

15. Installation (100) for the production of ethylene, adapted to form the initial reaction mixture containing ethane and oxygen, and converting part of the ethane and oxygen in the initial reaction mixture into ethylene and acetic acid by oxidative dehydrogenation to obtain a process gas, and the process gas contains no part of the ethane and oxygen that has reacted, ethylene and acetic acid, as well as water, and means are provided for rapidly cooling the process gas with water, characterized in that a column (10, 20, 30, 40, 50) is provided for rapid cooling with water for washing, having at least two different parts of the column, while the column includes the first part of the column and the second part of the column, means are provided for introducing process gas into the column (10, 20, 30, 40, 50) for washing, and provided means for introducing respective aqueous streams of the liquid washing medium into at least two different parts of the columns and their flow in countercurrent to the process gas, wherein the first stream of liquid washing medium is introduced into the first part of the column, and the second stream of liquid washing medium is introduced into the second part of the column.