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CN109642770B - 一种回收主要含有具有两个碳原子的烃的分离产物的方法和设备 - Google Patents

一种回收主要含有具有两个碳原子的烃的分离产物的方法和设备 Download PDF

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CN109642770B CN201780049620.6A CN201780049620A CN109642770B CN 109642770 B CN109642770 B CN 109642770B CN 201780049620 A CN201780049620 A CN 201780049620A CN 109642770 B CN109642770 B CN 109642770B
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Abstract

本发明涉及一种回收分离产物的方法(100)，所述分离产物主要含有具有两个碳原子的烃，使用主要含有甲烷、氢和具有两个碳原子的烃的分离原料，其中分离原料的甲烷含量高达20％，分离原料以气态提供。提供的是，在第一压力水平下，通过从第一温度水平冷却到第二温度水平，在单个步骤中部分冷凝分离原料，从而精确地获得一个第一液体馏分和恰好一个第一气体馏分；通过从第二温度水平进一步冷却到第三温度水平，第一气体馏分的至少一部分在一个步骤中部分冷凝，从而精确地获得一个第二液体馏分和恰好一个第二气体馏分；在第二压力水平下，第二气体馏分的至少一部分在逆流中受到与主要含有甲烷的吸收液体的逆流吸收，从而精确地获得一个第三液体馏分和恰好一个第三气体馏分；第一、第二和第三液体馏分至少部分地组合，并且至少部分地在高于第一压力水平的第二压力水平下进行低温精馏，从而获得贮槽液体和塔顶气体；通过从第二温度水平进一步冷却到第三温度水平，在第二压力水平下的至少一部分塔顶气体在单个步骤中部分冷凝，从而获得第四液体馏分和第四气体馏分；通过进一步将第四气体馏分的至少一部分冷却至第四温度水平，形成主要含有甲烷的吸收液。相应的设备也形成本发明的主题。

Description

一种回收主要含有具有两个碳原子的烃的分离产物的方法和 设备
技术领域
本发明涉及根据独立权利要求的前序部分回收主要含有具有两个碳原子的烃的分离产物的方法和设备。
背景技术
用于蒸汽裂化的方法和装置和用于调节在此上下文中获得的气体混合物在现有技术的不同实施例中是已知的。有关详细信息，请参阅相关专业文献，例如，在Ullmann'sEncyclopedia of Industrial Chemistry,Online edition,2009,DOI 10.2002/14356007.a10_045.pub3的文章“Ethylene”，或者Falqi,F.:"The Miracle ofPetrochemicals.Olefins Industry:An In-Depth Look at Steam-Crackers",Universal-Publishers 2009,ISBN 1-59942-915-2。
在商业规模上，蒸汽裂化方法在管式反应器中实施，原则上，其可以加入多种烃和烃混合物，从乙烷到汽油，直至沸点通常为600℃(所谓的原料)。在管式反应器或反应器中的蒸汽裂化期间，原料至少部分地转化，从而获得所谓的原油气体。可以对原油气体进行一系列后处理步骤。这种后处理步骤通常包括通过冷却和干燥来调节原油气体，从而获得所谓的裂化气体。有时，原油气体也称为裂化气体，反之亦然。
裂化气体是具有不同链长和结构的烃的烃混合物。为了从裂化气体中回收所需产物，必须将后者分离。为此目的从现有技术中已知不同的方法，并且例如在已经提到的Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry的文章“Ethylene”中详细解释。
在第一分离步骤中，如果它们存在于裂化气体中，则通常分离汽油样和油状组分。为此目的，通常使用油洗和水洗。在此之后，例如，主要含有甲烷、氢和具有两个碳原子的烃的气体混合物最初可以与裂化气体分离。在该上下文中还参考“脱乙烷第一”-或“前端脱乙烷”方法。然而，例如，从专业文献中也已知所谓的“去甲烷第一”-和“去反第一”方法。
为了从气体混合物中分离出具有两个碳原子的烃，所述气体混合物主要含有甲烷、氢和具有两个碳原子的烃并且已经由蒸汽裂化方法的裂化气体形成，可以使用如EP 3029 017 A1中参考图1和2所述的分离方法。WO 2015/104153 A1也公开了相应的方法。然而，这种常规方法主要适用于由裂化气体形成的气体混合物，裂化气体在石脑油和/或较重烃的蒸汽裂化中作为原料形成，因为，仅在这种情况下，含有足够的(至少30摩尔％)甲烷。传统上需要相应大量的甲烷来向脱甲烷塔和C2吸收器提供回流(在这方面，也参见图1的解释)。
从EP 3 029 402 A1、WO 2007/045364 A2、DE 10 2010 014 155 A1和WO 2017/001514 A1中已知用于制备裂化气体的其他方法。
但是，如果混合原料用于蒸汽裂化，也就是说，如果与石脑油一起，气体原料如乙烷也被分裂，则裂化气体以及因此与其分离的气体混合物(主要含有甲烷、氢和具有两个碳原子的烃)含有相对较少的甲烷。因此，脱甲烷器和C2-吸收器不能没有进一步的难度而操作。在这种情况下，在氢和具有两个碳原子的烃分离之后，一部分甲烷必须在传统工厂中再循环。通过相应的再循环可以在循环中富集甲烷。取决于原料中乙烷与石脑油的比例有多大，再循环可占裂化气体重量的15％。这意味着原油气体或相应的裂化气体通道的所有分离设备必须设计得相应地更大，并且设备相应地消耗更多的压缩机功率。这两个因素都是不利的。
EP 3 029 017 A1中提出的一种解决方案是外部提供甲烷。然而，在这种情况下，后者必须始终以足够的数量和适当的交付条件提供。
在目前的情况下，这提出了改进主要含有两个碳原子的烃的分离产物的回收的目的，所述分离产物主要含有甲烷、氢和具有两个碳原子的烃，例如由蒸汽裂化方法的裂化气体形成的分离原料。
发明内容
该目的通过一种方法和设备来实现，该方法和设备用于回收具有独立权利要求的特征的主要含有两个碳原子的烃的分离原料。在每种情况下，进一步的发展形成从属权利要求和随后描述的主题。
在解释本发明的特征和优点之前，将解释它们的基本原理和使用的术语。
在这里的常规用法中，液体和气体物质混合物、馏分和类似物在一种或多种组分中可以富含或不足，其中“富含”可代表至少50％、75％、90％、95％、99％、99.5％、99.9％或99.99％的含量，并且“不足”可以表示基于摩尔、重量或体积的最大含量为50％、25％、10％、5％、1％、0.1％或0.01％。如果在此提及物质混合物、馏分和类似物“主要”包含一种或多种组分的事实，则在上述含义中它们在后者中“富含”。因此，“富含”甲烷和氢的物质混合物含有至少90％、95％、99％、99.5％、99.9％或99.99％的甲烷和氢，以及仅在任选剩余部分中的其他组分。在目前的情况下，如果参考例如“甲烷”或“氢气”，应该理解流体富含相应的组分，但不必仅包括后者。
在此处的常规用法中，液体和气体物质混合物可以进一步富集或贫化一种或多种组分，其中这些术语涉及获得物质混合物的起始混合物中的相应含量。在此处的常规用法中，当物质混合物含有至少1.1倍、1.5倍、2倍、5倍、10倍、100倍或1000倍的含量时，物质混合物是“富集的”；相反，当它相对于起始混合物含有至多相应组分的0.9倍、0.5倍、0.1倍、0.01倍或0.001倍的含量时，它是“贫化的”。
在本发明的范围内，使用精馏和吸收塔。关于相应设备的设计和实施例，参考相关教科书(参见，例如，K.Sattler：Thermische Trennverfahren[Thermal SeparationMethods].Grundlagen，Auslegung，Apparate[Principles，Design Equipment].Weinheim：Wiley-VCH，3rd Edition 2001)。通常，至少一种液体馏分(“一些液体”)和一种气体馏分(“塔顶气体”)总是可以从精馏和吸收塔，从下部区域(“贮槽”)和上部区域(“头部”)移除。
在这里的传统用法中，“精馏塔”是分离塔，其配备成至少部分地分离以气体或液体形式存在的物质混合物或者以液体和气体组分的两相混合物的形式，任选地还在超临界条件下，也就是说，在每种情况下，从物质混合物中产生纯物质或物质混合物，其通过与上面关于至少一种组分解释的物质混合物的比较而富集或分别贫化。通常，精馏塔构成为圆柱形金属容器，其配有内部结构，例如筛板，有序或无序包装。精馏塔的特征尤其在于，贮槽产品通过贮槽蒸发器加热，使得一部分连续蒸发并在精馏塔内以气体形式上升。此外，精馏塔通常设置有所谓的塔顶冷凝器，其中至少一部分塔顶气体液化成冷凝物并在精馏塔的顶部作为液体回流物输送。然而，一部分塔顶气体也可以在别处使用，例如作为产物。
与精馏塔相反，“吸收塔”通常不包括贮槽蒸发器。通常，吸收塔在分离技术领域中早已为人所知。吸收柱用于相-逆流中的吸收，因此也称为逆流柱。在逆流中吸收的情况下，供给气相向上流过吸收塔。从顶部带电并向下抽吸的接收溶剂相与气相相反地流动。用溶剂相“洗涤”气相。相应的吸收塔通常还包含内部结构，其确保逐步(底部、喷射区、旋转板等)或固定(填料、填片等的无规填片)相接触。将这里称为“吸收液体”的液体流送入上部区域，通过该上部区域将来自进入吸收塔下部区域的气流的组分冲洗掉。
对于压力和温度的表征，本申请使用术语“压力水平”和“温度水平”，这意味着相应的压力和温度不需要以精确压力或温度值的形式用于相应的设备中，以实现本发明的概念。然而，这样的压力和温度通常在给定范围内移动，其在平均值附近设置例如±1％、5％、10％、20％或甚至50％。在这种情况下，相应的压力水平和温度水平可以设置在彼此重叠的单独范围或范围内。特别地，例如，压力水平包括不可避免的或预期的压力损失，例如，由于冷却效应。这同样适用于温度水平。此处以bar表示的压力水平是指绝对压力。
在本发明的范围内，乙烯尤其以不同的压力水平用作冷却剂。从现有技术中广泛已知乙烯的相应用途。在现有技术中已知的冷却剂循环中，乙烯以三个压力水平提供，压力水平约为7至9巴(“高压乙烯”)，压力水平约为3-4巴(“中压乙烯”)，压力水平约为1.15-1.4巴(“低压乙烯”)。在这种情况下，仅使用高压乙烯可以达到约-62至-55℃的温度水平；仅用中压乙烯可达到约-83至-76℃的温度水平；仅使用低压乙烯可以达到约-102至-98℃的温度水平。
本发明的优点
原则上，在本发明范围内提出的方法基于现有技术中已知的概念，即从主要含有甲烷、氢和含有两个碳原子的烃的分离原料中回收主要含有两个碳原子的烃的分离产物，方法包括(部分)冷凝、逆流吸收和精馏。
现在，然而，本发明基于这样的知识，即对于上述目的，它特别有利，即处理含有相对少量甲烷的相应气体混合物，如果原料的特定的、改进的冷却以及低温精馏中的给定(即与冷却相比增加)压力水平都被使用，在该低温精馏中操作在相应方法中使用的精馏塔(“脱甲烷塔”)。根据本发明的一个实施例，改进的吸收塔进一步用于逆流吸收。
在本发明的范围内，分离原料的甲烷含量高达30％(特别是以摩尔计)，并且分离原料以气态存在。甲烷含量可以是例如20至25或25至30摩尔％。在本发明的范围内，在第一压力水平下，通过从第一温度水平冷却到第二温度水平，分离原料在一个步骤中部分冷凝，同时精确地回收一个第一液体馏分和恰好一个第一气体馏分。压力和温度水平的优选值如下所示。
如果相应的分离原料如本发明那样冷却，不是逐步的并且多次分离冷凝物，例如在EP 3 029 017 A1中参考图1和2所解释的，但在一个阶段，只有一个冷凝物单次分离，与在冷凝物的中间分离的多次冷却的情况下相比，更大量的甲烷转移到分离的液体馏分中，即“第一液体馏分”。这可归因于以下事实：在较高的甲烷分压下，分离原料冷却至最低温度水平。在传统方法中，其中可获得更大量的甲烷，正是这种方法被避免，因为已经通过冷凝分离的甲烷在随后的分离中不再需要分离。
与分离原料相比，第一液体馏分富含具有两个碳原子的烃。然而，由于所解释的原因，第一液体馏分中含有的甲烷多于通过多级部分冷凝在现有技术中分离的相应液体馏分中的甲烷。相比之下，第一气体馏分几乎包含来自分离原料的全部氢气，并且与后者相反，贫含有两个碳原子的烃，但相反，富含甲烷。然后，第一气体馏分的进一步处理基本上用于回收具有两个碳原子的烃。
为此目的，在本发明的范围内，在第一压力水平下的第一气体馏分的至少一部分通过进一步冷却至第三温度水平在一个步骤中部分冷凝，从而准确地获得一个第二液体馏分和恰好一个第二气体馏分。以这种方式，将另外比例的具有两个碳原子的烃从第一气体馏分中除去到第二液体馏分中。然而，具有两个碳原子的烃仍然包含在第二气体馏分中。
因此，在第一压力水平下的第二气体馏分的至少一部分在逆流中受到与主要含有甲烷的吸收液体的逆流吸收，从而精确地获得一个第三液体馏分和恰好一个第三气体馏分。借助于主要含有甲烷的吸收液，具有两个碳原子的烃广泛地从第二气体馏分中洗掉。以这种方式，使用所谓的C2吸收剂。
含有甲烷和具有两个碳原子的烃的第一、第二和第三液体馏分现在进行低温精馏，其在增加的压力水平下进行。为此目的，第一、第二和第三液体馏分至少部分地组合，并且至少部分地在高于第一压力水平的第二压力水平下进行低温精馏，从而获得贮槽液体和塔顶气体。在本发明的范围内，因此，使用增加的第二压力水平以确保甲烷可以在使用的精馏塔(脱甲烷塔)的头部用低压乙烯冷凝，并且不需要使用较冷的冷却剂，例如膨胀甲烷。以这种方式，可以解决分离原料中减少的甲烷量。
在本发明的范围内，至少一部分处于第二压力水平的塔顶气体部分冷凝，特别是在单个步骤中，通过进一步冷却至第四温度水平，从而获得第四液体馏分和第四气体馏分，特别是恰好一个第四液体馏分和恰好一个第四气体馏分。这通常在精馏塔的塔顶冷凝器中进行。如上所述，在这种情况下有利地利用低压乙烯实现第四温度水平。
在本发明的范围内，主要含有甲烷的吸收液体通过将第四气体馏分的至少一部分进一步冷却至第五温度水平而形成，在第五温度水平下有利地发生近似完全的冷凝。在这种情况下有利地使用的程序在下面解释。
在本发明的范围内，第一温度水平为-20至-35℃，特别是-23至-32℃，第二温度水平为-75至-80℃，特别是-77至-79℃。第三温度水平有利地在-100至-105℃，特别是在-100至-102℃，和/或第四温度水平有利地在-95至-101℃，特别是在-97至-99℃。第五温度水平有利地设置在-140至-155℃，特别是在-148至-152℃。此外，第一压力水平有利地为32至37巴，特别是35至37巴，第二压力水平有利地为35至37巴，和/或第二压力水平有利地为35至40巴，特别是35至37巴。已经解释了具体在本发明范围内使用的压力和温度水平的优点。参考图1解释压力和温度水平的其他实例。
根据本发明方法的特别优选的实施例，吸收塔用于逆流吸收，其包括贮槽区域和通过液体屏障与贮槽区域分离的吸收区域，所述液体屏障布置在贮槽区域上方，其中液体屏障以这样的方式构成，即它允许液体聚集在液体屏障上的吸收区域的下部区域，以排放到贮槽区域中，并且在这种情况下，防止气体从贮槽区域向上升到吸收区域。以这种方式，
第一气体馏分与第一液体馏分的相分离，第二气体馏分与第二液体馏分的相分离和用于形成第三气体馏分和第三液体馏分的逆流吸收可以以特别有利的方式在单个分离设备中实施。后者可以以特别经济有效的方式生产并且有利地操作。在这种情况下，液体屏障以虹吸的方式操作，其允许液体向下排出但没有气体向上升起。它可以以从精馏领域中已知的虹吸托盘的方式实施，然而，其中省去了气体通道。
如果使用这种改进的吸收塔，则从第一温度水平冷却到第二温度水平的分离原料可以作为两相混合物进料到贮槽区域，其中，在后者中，然后将第一液体馏分与第一气体馏分分离。在这种情况下，液体馏分不需要以独立馏分的形式存在，但是在其形成期间可以已经与从吸收区域流过液体屏障的液体混合。
此外，如果使用改进的吸收塔，则第一气体馏分或其进一步冷却至第三温度水平的部分可以作为两相混合物在贮槽末端进料到吸收区域，使得第二液体馏分与第二气体馏分分离。这里，第二液体馏分也不需要以独立馏分的形式存在，但是它可以在其形成期间与向下滴流的带电洗涤液混合，如已经提到的，这里也称为第三液体馏分。换句话说，使用相应改进的吸收塔，第三液体馏分可以在第二液体馏分形成在液体屏障上方的情况下与第二液体馏分结合，并通过液体屏障释放到贮槽区域中，在第一液体馏分形成的情况下，第二液体馏分与第一液体馏分结合。
在本发明的范围内，第一、第二和第三液体馏分或其组合部分可以有利地通过贮槽泵压缩并转移到用于低温精馏的精馏塔中。由于在冷却过程中产生的冷凝物可以达到压力，因此可以避免整个分离原料的能量密集的加压。实际上，需要相应的泵，但是，由于所解释的原因，可以省去甲烷冷却剂或相应流动的减压和随后的再加压。
在本发明的范围内，如已经提到的，有利的是，精馏塔的塔顶冷凝器用于塔顶气体或其部分的部分冷凝，其通过使用低压乙烯冷却。通过精馏塔中增加的操作压力，可以与低压乙烯进行冷凝，从而可以省去较冷的冷却剂。
在本发明的范围内，通过冷却至第五温度水平，在第一压力水平下的至少一部分第三气体馏分部分冷凝，特别是在单个步骤中，从而获得第五液体馏分和第五气体馏分，特别是恰好一个第五液体馏分和恰好一个第五气体馏分。以这种方式，可以实现分离成富含甲烷或富含甲烷的馏分(第五液体馏分)和富含氢的或富含氢的馏分(第五气体馏分)。可以进一步处理馏分。
在这种情况下特别有利的是，如果使用至少一部分第五液体馏分和第五气体馏分冷却的至少一个热交换器用于冷却第三和第四气体馏分或其部分。以这种方式，在每种情况下，可以实现温度，即第五温度水平，用于冷却所述气体馏分，这是使用低压乙烯不能实现的。
在本发明的范围内，为了冷却分离原料，使用至少一个热交换器，其使用至少一部分第五液体馏分和第五气体馏分以及高压和中压乙烯冷却。以这种方式，可以充分降低分离原料的温度，而无需使用过量的外部冷却剂。
相反，为了冷却第一气体馏分，使用至少一个热交换器，其特别是与第五液体馏分和第五气体馏分的至少一部分一起用低压乙烯冷却。以这种方式，可以实现第三温度水平。
可以使用用于回收主要含有两个碳原子的烃的分离产物的设备，使用主要含有甲烷、氢和具有两个碳原子的烃的分离原料，其中分离原料的甲烷含量高达20％，分离原料以气态提供。
该设备的特征在于通过从第一温度水平冷却到第二温度水平而在一个步骤中部分地以第一压力水平冷凝分离原料，从而精确地获得一个第一液体馏分和恰好一个第一气体馏分；通过从第二温度水平进一步冷却到第三温度水平，在一个步骤中部分地冷凝第一气体馏分的至少一部分，从而精确地获得一个第二液体馏分和恰好一个第二气态馏分；使第二压力水平下的第二气体馏分的至少一部分在逆流中对主要含有甲烷的吸收液进行逆流吸收，从而精确地获得一个第三液体馏分和恰好一个第三气体馏分；至少部分地将第一、第二和第三液体馏分组合并至少部分地使后者在高于第一压力水平的第二压力水平下进行低温精馏，从而获得贮槽液体和塔顶气体；通过进一步冷却至第四温度水平，部分地在一个步骤中冷凝第二压力水平的至少一部分塔顶气体，从而获得第四液体馏分和第四气体馏分；通过从第三温度水平到第五温度水平进一步冷却第四气体馏分的至少一部分，形成主要含有甲烷的吸收液。
相应的设备有利地配备用于实施如前所述的方法。因此，在这一点上，可以参考所提到的特征和优点。
在下文中，参考附图更详细地解释本发明，附图示出了本发明的优选实施例。
附图说明
图1显示了根据本发明实施例的方法。
具体实施方式
在图1中，以示意性工艺流程图的形式说明了根据本发明特别优选实施例的方法，并将其整体指定为100。与方法100有关的解释以类似的方式应用于相应的设备，因此，当参考方法步骤时，相应的解释同时对应于设备的部件，反之亦然。
在方法100中，主要含有甲烷、氢和具有两个碳原子的烃的气态混合物，其可以预先例如进行水合以转化先前含有的乙炔，并且由这里未示出的蒸汽裂化方法的裂化气体形成，以气态形式提供作为分离原料。
物质流a形式的分离原料在热交换器1中相对于氢气馏分(物质流b)、甲烷馏分(物质流c)、高压乙烯(物质流d)和中压乙烯(物质流e)冷却至约34.9巴的压力水平(此处称为“第一压力水平”)，从大约-23℃(“第一温度”)的温度水平开始到大约-78℃(“第二温度水平”)的温度水平，在这种情况下，在一个步骤中部分冷凝，然后在约34.7巴的压力水平(相应地，仍然是第一压力水平)下引导到C2吸收器的吸收塔2的贮槽区域21中。在那里，发生的冷凝物(“第一液体馏分”)与气相f(“第一气体馏分”)分离。
第一液体馏分富含具有两个碳原子的烃。由于单级部分冷凝，在第一液体馏分中从分离原料中分离出相对大量的甲烷。这比传统的多级部分冷凝中的更大，例如，参考图1和2在EP 3 029 017 A1中所示。第一气体馏分基本上含有分离原料的所有组分，但特别是对于具有两个碳原子的烃而言是贫化的。与传统的多级部分冷凝相比，由于上述原因，它还含有较少的甲烷。
在图示的示例中，第一气体馏分以物质流f的形式从吸收塔2的贮槽区域21中完全排出，并在热交换器3中相对于已经提到的氢气和甲烷馏分(物质流b和c)并且相对于低压乙烯(物质流g)进一步冷却至约为-103℃(“第三温度水平”)的温度水平，然后部分冷凝。由于物质流b和c的使用，第三温度水平低于仅用低压乙烯可达到的温度水平。此后，物质流f仍然作为两相混合物再循环回到液体屏障22上方的吸收塔2中，该液体屏障22将吸收塔2的贮槽区域21与设置在其上方的吸收区域23分开。液体屏障22允许向下流动的液体积聚在吸收区域23的下部区域中并且防止气体从贮槽区域21向上升到吸收区域23中。
为了克服热交换器3中的压力损失，热交换器3在地质上布置在吸收塔2上方。吸收塔2在大约34至35巴的压力水平下操作，即，也在已经多次提到的第一压力水平下操作。
在吸收塔2或其相应的吸收区域中，发生物质流f或相应冷却的第一气体馏分的相分离。液相(“第二液体馏分”)积聚在液体屏障22上方，并在那里与从上方向下滴流的带电吸收液体(“第三液体馏分”)结合。在物质流f或相应冷却的第一气体馏分的相分离的情况下剩余的气体比例(“第二液体馏分”)向上升至吸收区域，并且在这种情况下，在逆流中受到逆流吸收到主要包括甲烷的吸收液体，其形式为物质流n。
在逆流吸收中，形成液体馏分(已经提到的“第三液体馏分”)，其与第二液体馏分结合，如已经提到的。第二和第三液体馏分通过液体屏障22组合排放到吸收塔2的贮槽区域21中，在那里它们与第一液体馏分结合。在逆流吸收的情况下剩余的气态馏分(“第三气态馏分”)向上升高并以物质流o的形式从吸收塔2中排出。
从吸收塔2的贮槽区域21，组合的第一、第二和第三液体馏分通过贮槽泵4在约-79℃(即仍处于第一温度水平)的温度下从吸收塔2中排出，更准确地说从贮槽区域21排出，并泵送(物质流h)进入精馏塔5，即所谓的脱甲烷塔。通过贮槽泵4的作用，发生加压至大约38巴。在精馏塔5中，在约35巴(“第二压力水平”)的压力水平下，具有两个碳原子的烃，即多次提到的“分离产物”，与甲烷和较轻的组分分离，并通过贮槽离开精馏塔5，作为物质流i形式的贮槽液体。通常，精馏塔5在第二压力水平下操作，特别是在约35至36巴下，其贮槽在具有高压丙烯的贮槽蒸发器52中蒸发掉。物质流i，即分离产物，可以在热交换器1中加热，并供给另一个分离步骤，用于分离具有两个碳原子的烃。
精馏塔5的塔顶气体在热交换器6中使用低压乙烯以物质流k的形式冷却，其存在于约-101℃的温度水平，达到约-98℃(“第四温度水平”)的温度水平并部分冷凝。热交换器6内置在精馏塔5的塔顶，因此，出现的冷凝物(“第四液体馏分”)作为物质流1形式的回流流回到精馏塔5中，而不仅仅通过重力泵。因为这里仅使用低压乙烯，所以第四温度水平设置在由热交换器3提供的第三温度水平之上。剩余的气体(“第四气态馏分”)主要包含甲烷，并以物质流m的形式离开精馏塔5。大部分物质流m在热交换器7中以物质流n的形式进一步冷却至约-152℃(“第五温度水平”)的温度水平，在此过程中，主要冷凝，然后如已经提到的，将其作为回流提供给吸收塔2的吸收区域23。
吸收塔2的吸收区域23的塔顶产物(即，第三气体馏分)也以物质流o的形式在热交换器7中冷却至约-152℃的第五温度水平并部分冷凝，该塔顶产物存在于约34.4巴(即，第一压力水平)的压力水平下。在分离容器8中，所产生的冷凝物，即所谓的甲烷馏分(“第五液体馏分”)与气相分离，即所谓的氢气馏分(“第五气体馏分”)。在此首先用p表示的甲烷馏分首先减压至适当的压力水平，例如加热气体网络，然后在热交换器7、3和1中加热。
对于热交换器7的冷平衡，液体甲烷从液体塔盘51上方的精馏塔5中除去，并以物质流q的形式供给物质流p的甲烷馏分，在热交换器7中将其冷却至约-152℃的第五温度水平之后。类似地，物质流m的一小部分可以物质流r的形式供给物质流p。由物质流p、q和r形成的组合流仍然指定为甲烷馏分，并且以已经提到的物质流c的形式示出。
来自分离容器8的具有约90摩尔％氢的气相被加热，就像热交换器7、3和1中的相对于热物质流a的物质流p和c的甲烷馏分一样。

Claims (13)

1.一种回收分离产物的方法(100)，所述分离产物主要含有具有两个碳原子的烃，使用主要含有甲烷、氢和具有两个碳原子的烃的分离原料，其中分离原料的甲烷含量高达30％，分离原料以气态提供，其特征在于：
在第一压力水平下，通过从-20℃至-35℃的第一温度水平冷却至-75℃至-80℃的第二温度水平，在单个步骤中部分冷凝分离原料，准确地回收一个第一液体馏分和恰好一个第一气体馏分，
通过进一步冷却至第三温度水平，在第一压力水平下的至少一部分第一气体馏分在单个步骤中部分冷凝，从而精确地获得一个第二液体馏分和恰好一个第二气体馏分，
在第一压力水平下，第二气体馏分的至少一部分在逆流中受到与主要含有甲烷的吸收液体的逆流吸收，从而精确地获得一个第三液体馏分和恰好一个第三气体馏分，
第一、第二和第三液体馏分至少部分地组合，并且在高于第一压力水平的第二压力水平下，至少部分地进行低温精馏，从而获得贮槽液体和塔顶气体，
通过进一步冷却至第四温度水平，在第二压力水平下的至少一部分塔顶气体在单个步骤中部分冷凝，从而获得第四液体馏分和第四气体馏分，
通过进一步将第四气体馏分的至少一部分冷却至第五温度水平，形成主要含有甲烷的吸收液。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，第三温度水平为-100至-105℃，和/或第四温度水平为-95至-100℃，和/或第五温度水平为-140至-155℃。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，第一压力水平为32至37巴，和/或第二压力水平为35至40巴。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，对于逆流吸收，使用吸收塔(2)，其包括贮槽区域(21)和通过液体屏障(22)与贮槽区域(21)分离的吸收区域(23)，所述液体屏障布置在贮槽区域(21)上方，其中液体屏障(22)以这样的方式构成，即它允许收集在液体屏障(22)上的吸收区域(23)的下部区域中的液体向下排放到贮槽区域(21)中，在这种情况下，防止气体从贮槽区域(21)上升到吸收区域(23)。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，将从第一温度水平冷却到第二温度水平的分离原料作为两相混合物进料到贮槽区域(21)中，其中在后者内，第一液体馏分与第一气体馏分分离。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，将进一步冷却至第三温度水平的第一气体馏分或其部分作为两相混合物在贮槽末端供入吸收区域(23)，其中，在后者中，第二液体馏分与第二气体馏分分离。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，第三液体馏分在第二液体馏分形成在液体屏障(22)上方的情况下与第二液体馏分结合，并通过液体屏障(22)释放到贮槽区域中，在其形成的情况下，它与第一液体馏分结合。
8.根据权利要求1或2所述的方法，其中，第一、第二和第三液体馏分或它们的组合部分通过贮槽泵(4)压缩并转移到用于低温精馏的精馏塔(5)中。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，对于塔顶气体或其部分的部分冷凝，使用通过使用低压乙烯冷却的精馏塔(5)的塔顶冷凝器(6)。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，通过进一步冷却至第五温度水平，在第一压力水平下的至少一部分第三气态馏分在单个步骤中部分冷凝，从而精确地获得一个第五液体馏分和恰好一个第五气体馏分。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，为了冷却第三和第四气体馏分或它们的部分，使用至少一个热交换器(7)，其使用第五液体馏分和第五气体馏分的至少一部分冷却。
12.根据权利要求10或11所述的方法，其中，为了冷却分离原料，使用至少一个热交换器(1)，其使用至少一部分第五液体馏分和第五气体馏分以及用高压和中压乙烯冷却。
13.根据权利要求10或11所述的方法，其中，为了冷却第一气体馏分，使用至少一个热交换器(3)，其使用至少一部分第五液体馏分和第五气体馏分以及低压乙烯冷却。
CN201780049620.6A 2016-08-12 2017-08-14 一种回收主要含有具有两个碳原子的烃的分离产物的方法和设备 Active CN109642770B (zh)

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