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DE3220998A1 - Verfahren zur herstellung von niedermolekularen olefinen - Google Patents

Verfahren zur herstellung von niedermolekularen olefinen

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DE3220998A1
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DE
Germany
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separation column
gas
methane
fraction
separation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE3220998A
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English (en)
Inventor
Wolfgang Dipl.-Phys. Dr.rer.nat. 8023 Pullach Baldus
Ullrich Dipl.-Ing. Dr.-Ing. 8023 Pullach Hildebrandt
Karl-Heinz Dipl.-Ing. Dr.-Ing. 8034 Germering Hofmann
Hans-Peter Dipl.-Ing. Dr.-Ing. Riquarts
Walter 8000 München Schramm
Hans-Jürgen Dr.rer.nat. 8190 Wolfratshausen Wernicke
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Linde GmbH
Original Assignee
Linde GmbH
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Publication date
Application filed by Linde GmbH filed Critical Linde GmbH
Priority to DE3220998A priority Critical patent/DE3220998A1/de
Priority to AU15586/83A priority patent/AU1558683A/en
Priority to EP83901709A priority patent/EP0110924A1/de
Priority to PCT/EP1983/000141 priority patent/WO1983004249A1/de
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Description

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- LINDE AKTIENGESELLSCHAFT
(H 1316) H 82/42
BüTre 03.06.1982
Verfahren zur Herstellung von niedermolekularen Olefinen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von niedermolekularen Olefinen.
Niedermolekulare Olefine, insbesondere Äthylen und Propylen, aber auch Butylen sind wichtige chemische Zwischenprodukte, die in großen Mengen benötigt werden, übliche Verfahren zur Erzeugung dieser Olefine gehen von der Spaltung von Kohlenwasserstoffen, beispielsweise von Äthan, Propan, Leichtbenzin, Naphtha oder Kerosin aus. Besonders günstig ist die Spaltung von Kohlenwasserstoffgemischen mit einem Siedebereich unterhalb von etwa 200 0C, weil derartige Einsätze relativ hohe Olef inausbeuten und wenig unerwünschte Nebenprodukte ergeben.
Da ein sehr großer Bedarf an niedermolekularen Olefinen besteht, der zu einer Verknappung bzw. Preissteigerung dieser günstigen Einsätze führen kann, wird seit einiger Zeit der Versuch unternommen, Verfahren zu entwickeln, die auf anderen Einsätzen beruhen. Dabei wurde unter anderem der Einsatz von schweren Kohienwasserstofffraktionen, insbesondere von Gasöl oder Vakuumgasöl, in Betracht gezogen. Das Auftreten großer Mengen unerwünschter Spaltprodukte läßt sich bei solchen Ein-
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t sätzen jedoch nur durch zusätzliche Verfahrensschritte vermeiden und ist deshalb mit hohem Aufwand verbunden. Verfahren dieser Art sind beispielsweise in den deutschen Offenlegungsschriften 28 05 720, 28 15 859, 28 43 792 und 28 43 793 beschrieben.
Bei der Herstellung von niedermolekularen Olefinen wird aus dem jeweils verwendeten Einsatzmaterial ein Spaltgas erzeugt, das neben den gewünschten Olefinen noch weitere Reaktionsprodukte enthält. Zur Abtrennung dieser Nebenprodukte sowie der isolierten Gewinnung der Olefine muß das Spaltgas einer aufwendigen, bei tiefen Temperaturen durchzuführenden Gaszerlegung unterworfen werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Olefingewinnung zu entwickein, das bei möglichst geringem Aufwand und unter Verwendung von anderen Einsätzen als leichten Kohlenwasserstoffen zu einer hohen Olefinausbeute führt.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß man Methanol katalytisch spaltet, das erhaltene Spaltgas gegebenenfalls verdichtet, abkühlt und nach Abtrennung einer C3+-Fraktion einer Tieftemperatur-Gaszerlegung zuführt, die eine C./(^-Trennsäule sowie eine dem Sumpf der C./C2_-Trennsäule nachgeschaltete Äthylen-Äthan-Trennsäule, aus der Äthylen als Produkt abgezogen wird, enthält, wobei am Kopf der C /C2-Trennsäule eine weitgehend Co-freie Methanfraktion abgezogen und die C1ZC7-Trennsäule am Kopf bei Temperaturen unter -95 0C gekühlt wird und wobei ferner ein Teil des vom Kopf der C1/C--Trennsäule abgezogenen Methans zurückgeführt wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren geht aus von der katalytisch beschleunigten exothermen Spaltung von Methanol. - Die Reaktion wird bei Tempera-
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türen um etwa 400 0C, beispielsweise zwischen 300 und 500 0C, und bei atmosphärischem oder mäßig erhöhtem Druck, beispielsweise zwischen 1 und 30 bar, durchgeführt. Bevorzugt wird bei der Herstellung von leichten Olefinen der tiefere Druckbereich, beispielsweise zwischen 1 und 12 bar, insbesondere zwischen 7 und 12 bar, da die Wahl höherer Drücke das Produktspektrum zu weniger erwünschten Komponenten verschiebt.
Die Methanolspaltung läuft im wesentlichen in zwei Stufen ab. /~ Dabei erfolgt zunächst eine Umwandlung von Methanol in Diraethyläther gemäß der Reaktionsgleichung
.._ Anschließend wird der als Zwischenprodukt gebildete Dimethyläther in' das gewünschte olefinreiche Spaltgas umgesetzt, wobei eine Hauptreaktion die Umwandlung in Äthylen gemäß der Reaktionsgleichung
H3C-O-CH3 —«- C2H4+H2O
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darstellt. Bei günstiger Wahl der Reaktionsbedingungen lassen sich Spaltgase mit einem Äthylengehalt von über 40 Gew.-% und vergleichbaren Propylengehalten erzeugen. Daneben enthält das Spaltgas auch noch Butylen in einer Menge von etwa 1 Gew.-% bis zu mehr als 10 Gew.-%. Weiterhin zeichnen sich
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Methanolspaltgase durch einen geringen Gehalt an Methan und Wasserstoff sowie, insbesondere bei der Spaltung unter niedrigem. Druck, durch einen geringen Anteil an höher siedenden Kohlenwasserstoffen aus.
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Wegen des außerordentlich hohen Olefingehalts ist das Methanolspaltgas besonders geeignet für die Gewinnung niedermolekularer Olefine, da in der Gaszerlegung schon von vornherein eine hohe Konzentration der abzutrennenden Produkte und ein kleiner Anteil an Nebenprodukten vorliegt. Die gegenüber der üblichen Spaltung von Kohlenwasserstoffen abwei-
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chende Spaltgaszusammensetzung erfordert jedoch meist eine spezielle, auf die Gaszusammensetzung abgestimmte Verfahrensweise bei der Gaszerlegung, so daß die üblichen Gaszerlegungsverfahren nicht ohne weiteres auf das erfindungsgemäße Verfahren übertragbar sind. Insbesondere erfordert der geringe Anteil an Methan und Wasserstoff im Spaltgas eine Änderung der Verfahrensweise im Tieftemperaturteil der Gaszerlegung.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird das Spaltgas, sofern es nicht schon unter ausreichend hohem Druck erzeugt wird, verdichtet, daraufhin nach einer Vorkühlung auf Temperaturen zwischen -30 und -50 0C, beispielsweise auf -35 0C, einer Abtrennung von C-,-Kohlenwassers toffen und höher siedenden Komponenten unterzogen und danach auf eine für die Isolierung einer Fraktion von C2-Kohlenwasserstoffen günstige Temperatur, beispielsweise auf Temperaturen um -95 0C, wie sie durch einen C2-Kältekreislauf erreichbar sind, abgekühlt. Aus der abgetrennten C--Fraktion, die neben Äthylen noch Äthan enthält, wird Äthylen als gewünschtes Produkt abgetrennt. Sofern in der C2~Fraktion geringe Mengen an Acetylen enthalten sind, werden diese aus Sicherheitsgründen vor der Äthylen-Äthan-Trennung entfernt, beispielsweise durch eine Wäsche oder durch eine selektive Hydrierung.
Ein besonderes Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht in der Durchführung der C1 /C^-Trennung. Bei dieser Trennung soll am Kopf der Trennsäule eine C2~freie Fraktion abgezogen werden, da in dieser Fraktion enthaltenes Äthylen unmittelbar zur Verringerung der Produktausbeute führen würde.
Hierzu ist es erforderlich, den Kopf der Trennsäule ausreichend zu kühlen, etwa durch Aufgabe einer kalten Rücklaufflüssigkeit oder durch indirekte Kühlung in einem Kopfkondensator. Die Kopfkühlung kann beispielsweise durch indirekte Kühlung mit unter geringem Druck siedendem Äthylen erfolgen. Eine andere, bei der Durcnführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bevorzugte Art der Kopfkühlung besteht darin, daß Methan, das
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bei Temperaturen unter -9 5 0C aus dem Spaltgas abgetrennt wird, als Kühlmedium zum Einsatz kommt. Neben der indirekten Kühlung in einem Kopfkühler wird dabei besonders die direkte Kühlung bevorzugt, bei der der Kopf der Trennsäule svit tief kaltem flüssigem Methan als Rücklauf beaufschlagt wird. Das flüssige Methan wird aus dem Spaltgas bei Temperaturen unterhalb von etwa -95 0C, also bei einem tieferen Temperaturniveau als durch einen C„-Kältekreislauf erreichbar, abgetrennt. Die Temperatur der Kühlflüssigkeit kann zwischen -120 und -150 0C liegen, beispielsweise bei etwa -130 0C. Aufgrund des geringen Methangehalts des Spaltgases einer Methanolspaltung ist es nicht ohne weiteres möglich, für die C,/C_-Trennsäule eine ausreichende Menge an Methan als Kühlflüssigkeit bereitzustellen. Deshalb ist es ein wesentliches Merkmal der erfindungsgemäßen Verfahrens, daß mindestens ein Teil der Methanfraktion, die am Kopf der C. /C^-Trennsäula abgesogen wird, wieder zurückgeführt wird. Lediglich die Menge Methan, die für die Verfahrensweise im Tieftemperaturteil nicht benötigt wird, wird abgezogen und beispielsweise als Heizgas verwendet. Zur
SO Rückführung das Methans wird es beispielsweise nach Abgabe seines Kälteinhaits an abzukühlende Verfahrensströme in eine geeignete Druckstufe der Spaltgasverdichtung geführt. Da die C1 /C-,-Trennung üblicherweise bei erhöhtem Druck, ungefähr zwischen S und 15 bar, beispielsweise bei 10 bar, erfolgt, ist bei der Rückverdichtung des Methans nicht das volle Verdichtungsverhältnis erforderlich.
Die Rückführung des Methans kann auf verschiedene Weisen erfolgen; beispielsweise kann es in einem gesonderten Kreislauf zum Kopf der C. /C^-Trennsäule zurückgeführt werden. Diese Art der Rückführung hat den Vorteil, daß keine Vermischung des Methans mit anderen Fraktionen erfolgt, benötigt aber einen besonderen Verdichter sowie zusätzliche Wärmetauscher bzw. gesonderte WHrnstauscherquerschnitte. Deshalb ist es in vielen Julien einfacher, das rückzuführende Methan bei
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einer geeigneten Druckstufe ins Spaltgas zu führen und gemeinsam mit diesem weiterzuverarbeiten.
In einer günstigen Weiterbildung des erfindungegemäßen Verfahrens wird zur Kondensation der als Rücklauf für die Cj/Cj-Trennsäule dienenden tiefsiedenden Komponenten ein anderer Teil der tiefsiedenden Komponenten des Spaltgases herangezogen. Ein geeignetes Kältemittel ist dabei ein Kondensat, das bei der Abkühlung des Spaltgases in der letzten Druckstufe eines mehrstufigen C3-KaItekreislaufs, also bei Temperaturen zwischen etwa -80 0C und etwa -95 0C, anfällt. Das dabei gebildete Kondensat ist reich an Methan und enthält daneben noch geringe Mengen an C^-Kohlenwasserstoffen. Dieses Kondensat wird unter Abkühlung entspannt und im indirekten Wärmetausch mit dem verbleibenden, nur noch Methan und gegebenenfalls Wasserstoff enthaltenden gasförmigen Teil des Spaltgases wieder angewärmt und verdampft.. Nachdem das Kondensat so die für die Erzeugung des Methan-Rücklaufs erforderliche Kälte geliefert hat, wird es nach weiterer Erwärmung im indirekten Wärmetausch mit abzukühlenden Verfahrensströmen vorzugsweise wieder dem Rohgasverdichter zugeführt und erneut dem Zerlegungsverfahren unterworfen. Auf diese Weise gehen die in dieser Fraktion noch enthaltenen (^-Kohlenwasserstoffe, insbesondere Äthylen, nicht verloren.
Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es zweckmäßig, das Methanolspaltgas vor der Abkühlung und der C_+-Abtrennung einer Reinigung zu unterziehen, wobei insbesondere im Spaltgas enthaltener Dimethyläther und Kohlendioxid abgetrennt werden. Diese Bestandteile würden ansonsten in der Tieftemperatur-Gaszerlegung zu Schwierigkeiten führen. In einer vorteilhaften Weiterbildung dieses Verfahrensschritts wird vorgeschlagen, daß eine Wäsche bei
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einem höheren Druck als die Methanolspaltung durchgeführt wird. Dies ist insbesondere dann von Vorteile wenn die Methanolspaltung bei niedrigen Drücken, beispielsweise zwischen 1 und 7 bar, durchgeführt wird, da die Wäsche dann bei höherem Druck unter wesentlich günstigeren Voraussetzungen durchgeführt werden kann. Sofern dagegen die Methanolspaltung bei Drücken zwischen 7 und 12 bar durch-, geführt wird, kann die Wäsche auch beim Druck der Spaltung vorgenommen werden.
In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die nach der Vorkühlung aus dem Spaltgas abgetrennte C_+-Fraktion in eine C3~Fraktion sowie in höher siedende Komponenten zerlegt werden, aus der CU-Fraktion lassen sich beträchtliche Mengen an Propylen als weiteres Verfahrensprodukt gewinnen, während aus der schwereren Fraktion auch noch Butylen als weiteres olefinisches Produkt abgetrennt werden kann. Sofern in der C3-Fraktion mehr Propylen anfällt als erwünscht, kann diese Fraktion entweder vor oder auch nach der Propylen-Äbtrenming einer C3-Disproportionierung unterzogen werden, wobei aus dem Propylen im wesentlichen Äthylen und Butylen gebildet werden.
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Weitere Einzelheiten des erfindungsgemäßen Verfahrens werden anhand der in den Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockschema, das die wesentlichen Verfahrensschritte zur Olefingewinnung durch Methanolspaltung zeigt/ und
Fig. 2 eine speziell auf die C./C--Trennung ausgerichtete Verfahrensführung.
Beim Verfahren gemäß Fig. 1 wird über Leitung 1 ein Gemisch aus Methanol und Wasser zum Reaktor 2 geführt und darin katalytisch bei Temperaturen von 4 00 0C und bei einem Druck von 3 bar zu einem Spaltgas umgesetzt. Die Zugabe von Wasser zum Methanol ist zweckmäßig, um im Reaktor eine Verkokung der Katalysatorteilchen zu verhindern oder zumindest zu verzögern. Das Methanolspaltgas wird über Leitung 3 abgezogen, im Verdichter 4 auf einen Zwischendruck komprimiert und anschließend über Leitung 5 einer Reinigungsstufe 6 zugeführt, in der der im Spaltgas enthaltener Dirnethyläther sowie gegebenenfalls vorhandenes Kohlendioxid abgetrennt werden. Das gereinigte Spaltgas gelangt anschließend über Leitung 7 zum Spaltgaskompressor 8 und wird dort auf den Druck der Tieftemperatur-Gaszerlegung, beispielsweise einen Druck zwischen 22 und 30 bar, verdichtet. Das Spaltgas gelangt dann über Leitung 9 in eine Vorkühlung 10, in der es auf eine Temperatur zwischen etwa -3 0 und -50 0C abgekühlt wird, beispielsweise durch einen mehrstufigen Propankreislauf auf Temperaturen von -35 0C. Die während der Vorkühlung kondensierenden (^-Kohlenwasserstoffe und höher siedende Bestandteile werden anschließend in der C-/C,-Trennung 11 abgetrennt und über Leitung 12 abgezogen. 'Die verbleibende C2_-Fraktion wird in den Tieftemperaturteil 13, der bei Tem-
peraturen unterhalb der Vorkühlung bis zu etwa -120 bis
Fofm. 5759 7.Λ
3220993 :
-150 0C arbeitet, geführt. Im Tieftemperaturteil 13 fällt eine Fraktion von C.- und C~-Kohlenwasserstoffen in flüssiger Form an und wird über Leitung 14 abgezogen. Gasförmig verbleibende Komponenten, die im wesentlichen Methan und Wasserstoff sowie noch geringe Mengen an (^-Kohlenwasserstoffen enthalten, werden über Leitung 15 abgezogen und können, gegebenenfalls getrennt voneinander bei verschiedenen Temperaturniveaus, nach ihrer Erwärmung verschiedenen-Verwendungszwecken zugeführt werden. So kann beispielsweise eine C^-haltige Fraktion zum Spaltgasverdichter zurückgeführt werden, um darin enthaltenes Olefin zu gewinnen.
Die über Leitung 14 abgezogene Fraktion wird dem Zerlegungsteil 16 zugeführt, in dem eine Entmethanisierung erfolgt.
Abgetrenntes Methan wird über Leitung 17 abgezogen und nach Rückerwärmung beispielsweise als Heizgas verwendet. Die verbleibende C2-Fraktion gelangt über Leitung 18 in eine Reinigungsstufe 19, in der gegebenenfalls im Spaltgas enthaltenes Acetylen abgetrennt wird. Anschließend gelangt das Spaltgas über Leitung 20 in die Äthylen-Äthan-Trennung 21, aus der über Leitung 22 Äthylen als Produktstrom und über Leitung 23 Äthan abgeführt wird. Das Äthan wird erwärmt und in einem Äthanspaltofen 24 in Gegenwart von Wasserdampf bei Temperaturen zwischen 760 und 900 0C, beispielsweise bei 830 0C, und unter einem Druck von etwa 7 bar thermisch gespalten. Nach einer Verweilzeit von beispielsweise 0,5 Sek. tritt das heiße Spaltgas über Leitung 25 aus dem beheizten Röhrenreaktor 24 aus und wird sofort in einer Abschreckeinrichtung 26 soweit abgekühlt, daß keine Sekundärreaktionen mehr auftreten. Nach einer weiteren Kühlung und Abtrennung von hoch siedenden Spaltprodukten in 27 wird das verbleibende Spaltgas einer ersten Verdichterstufe 28 zugeführt und auf einen Zwischendruck verdichtet. Da das Äthanspaltgas geringe Mengen an im Tieftemperaturteil störendem Kohlendioxid enthält, wird es einer Reinigungsstufe 29 zuge-
führt. Das gereinigte Spaltgas wird anschließend mit dem Methanolspaltgas aus Leitung 7 vereinigt und in der schon beschriebenen Weise zerlegt.
Bei der C2/C3-Trennung 11 fällt in Leitung 12 eine C3^Fraktion an, die bei 30 in eine C3-Fraktion sowie in schwerere Kohlenwasserstoffe, die über Leitung 31 abgezogen werden, zerlegt wird. Die C3-Fraktion wird über Leitung 3 2 abgezogen und, gegebenenfalls nach einer selektiven Hydrierung von höher ungesättigten Verbindungen, einer Propylen-Propan-Trennung 33 zugeführt. Während Propylen über Leitung 34 als Verfahrensprodukt abgezogen wird, gelangt das Propan über Leitung 35 in eine thermische Spaltstufe 3 6 und wird dort unter ähnlichen Bedingungen wie das Äthan in der Spaltstufe 24 thermisch umgesetzt. Das Spaltgas gelangt über Leitung
37 in den Abschreckkühler 26 und wird dort gemeinsam mit dem Äthanspaltgas aus Leitung 25 gekühlt und weiterverarbeitet.
In der Fig. 2 ist die Verfahrensführung in Tieftemperaturteil der Spaltgaszerlegung näher dargestellt. Über Leitung
38 wird gereinigtes Spaltgas, das neben Methanolspaltgas auch thermisches Spaltgas enthalten kann, dem Kompressor 8 zugeführt und auf den Druck der Gaszerlegung, beispielsweise auf 25 bar, verdichtet. Das Spaltgas gelangt dann über Leitung 9 in die Vorkühlung 10, wo es gegen anzuwärmende Prozessströme sowie ein in der Figur nicht dargestelltes verdampfendes und im Kreislauf geführtes Kältemedium abgekühlt wird. Dabei kondensieren C3- und höher siedende Kohlenwasserstoffe und werden im Abscheider 39 vom Spaltgas abgetrennt und über Leitung 4 0 abgezogen. Die gasförmig verbleibenden Komponenten werden über Leitung 41 einem Wärmetauscher 4 2 zugeführt und gegen kalte Verfahrensströme sowie gegen bei erhöhtem Druck verdampfendes Äthylen in einem Kältekreislauf auf eine Temperatur von etwa -60 0C abgekühlt.
Dabei kondensierende Bestandteile werden im Abscheider 43
Form. STa 7.71
k * Ί *
- 13 -
abgetrennt und über Leitung AA und Ventil 45 in den unteren Bereich der C. /C--Trennsäule 46 eingespeist.
Die im Abscheider 43 gasförmig verbliebenen Komponenten gelangen über Leitung 47 in einen weiteren Wärmetauscher 48 und werden gegen kalte Verfahrensströme sowie bei mittlerem Druck verdampfendem Äthylen in einem Kältekreislauf weiter bis auf etwa -80 0C abgekühlt. Die dabei kondensierenden Komponenten werden im Abscheider 49 abgetrennt und über Leitung 50 und Ventil 51 ebenfalls in die C./C2-Trennsäule 46 . eingespeist. Wegen des größeren Gehalts an tiefer siedenden Bestandteilen wird die Fraktion an einer Stelle in die C1/ (!--Trennsäule eingeführt, die oberhalb der vorgenannten Einspeisestelle liegt.
Die Gasphase im Abscheider 49 besteht im wesentlichen aus tiefer als C2-Kohlenwasserstoffe siedenden Komponenten, insbesondere also aus Methan und Wasserstoff, und weist noch einen geringen Gehalt an (^-Kohlenwasserstoffen aus. Dieses
SO Gas wird über Leitung 52 abgezogen und im Wärmetauscher 53 gegen drucklos verdampfendes Äthylen in einem Kältekreislauf sowie gegen kalte Verfahrensströme bis auf eine Temperatur von etwa -95 0C abgekühlt. Dabei fällt ein methanreiches Kondensat an, das auch die in der Leitung 52 noch enthaltenen C_-Kohlenwasserstoffe enthält. Dieses Kondensat wird im Abscheider 54 abgetrennt, über Leitung 55 abgezogen, im Wärmetauscher 56 unterkühlt und dann im Ventil 57 unter Abkühlung entspannt. Die dadurch gewonnene Kälte wird an die im Abscheider 54 gasförmig verbliebene Fraktion abgegeben, die über Leitung 58 abgezogen und zunächst im Wärmetauscher 56 gegen kalte Verfahrensströme gekühlt wurde, bevor sie im Wärmetauscher 59 gegen das entspannte verdampfende Kondensat weiter abgekühlt und einem Abscheider 60 zugeführt wird. Das im Wärmetauscher 59 verdampfende Kondensat wird nach Anwärmung in den Wärmetauschern 56, 53, 48, 42 und 10 zum
tonn. S72S 7.7S
COPY
220998
abgezogen und nach Erwärmung in den Wärmetauschern 53, 48, 4 2 und 10 als Heizgas abgegeben. Da der geringe Methangehalt eines Methanolspaltgases in den Abscheidern 54 und 60 nur zur geringen Kcndensatmengen führt, die einerseits im δ Wärmetauscher 59 keine ausreichende Kühlwirkung sowie andererseits keine genügende Rück lauf menge für die C./C ,>-Trennsäule im Abscheider 60 ergeben, wird ein Teil des Kopfprodukts der Trennsäule 46 nach Anwärmung abgezweigt und über Leitung 70 in das Rohgas zurückgeführt. Die Rückführung dieser Fraktion erfolgt zweckmäßigerweise zwischen zwei Verdichtungsstufen des Kompressors 8 beim Druckniveau der Trennsäule 46, also beispielsweise bei Drücken um 10 bar. Das über Leitung 70 zurückgeführte Methan wird bei der Abkühlung in den Wärmetauschern 10, 42 und 48 weitgehend in der Gasphase verbleiben und erhöht damit den Methananteil ii der Tiefkühlung, so daß durch diese Maßnahme in den Abscheidern 54 und 60 ausreichende Kondensatmengen anfallen.
form. S7» 7.71
322099b
Spaltgas in Leitung 38 zurückgeführt. Durch die Rückführung dieses Stromes in das Zerlegungsverfahren werden auch die im Kondensat des Abscheiders 54 noch enthaltenen C2-Kohlenwasserstoffe genutzt, wodurch sich die Ausbeute an wertvol-
S len Komponenten erhöht.
Im Abscheider 60 fällt bei Temperaturen zwischen etwa -120 und -150 0C, beispielsweise bei -130 0C, ein Kondensat an, das im wesentlichen aus Methan besteht. Der nicht kondensierte Anteil des Spaltgases enthält nur noch Wasserstoff und Methan. Er wird über Leitung 61 abgezogen und kann nach Abgabe seines Kälteinhalts in den Wärmetauschern 56, 53, 48, 42 und 10 beispielsweise als Heizgas ab gegeben werden. Das kondensierte Methan wird über Leitung 62 abgezogen und über Ventil 63 auf den Kopf der C./C2-Trennsäule als Rücklaufflüssigkeit aufgegeben. Die Verwendung einer reinen und tiefkalten Methanfraktion als Rücklauf für die C./C2-Trennsäule gewährleistet, daß am Kopf der Trennsäule 46 über Leitung 64 eine Methanfraktion abgezogen wird, die nahezu keine (^--Kohlenwasserstoffe mehr enthält. Im Sumpf der Trennsäule 46 fällt eine reine C2~Fraktion an, die über Leitung 65 und Ventil 66 in eine Äthylen-Äthan-Trennsäule 67 eingespeist wird. Sofern die C2~Fraktion aus dem Sumpf der Trennsäule 46 noch Spuren von Acetylen enthält, wird zwischen die beiden Trennsäulen eine Einrichtung zur Abtrennung des Acetylene geschaltet. In der Trennsäule 67 wird Äthylen als Kopfprodukt gewonnen und über Leitung 68 abgezogen. Diese Fraktion wird nach Erwärmung gegen abzukühlende Verfahrensströme als Produkt abgegeben. Am Sumpf der Trennsäule 67 fällt eine reine Äthanfraktion an, die über Leitung 69 abgezogen und nach Erwärmung beispielsweise gemäß der in Fig. 1 dargestellten Verfahrensführung thermisch gespalten wird.
Das Kopfprodukt der C1/(^-Trennsäule 46 wird über Leitung
Form. ITSt 7.7»

Claims (8)

  1. Patentansprüche
    IS 1 .j Verfahren zur Herstellung von niedermolekularen Olefinen, \_y dadurch gekennzeichnet, daß man Methanol katalytisch spaltet, das erhaltene Spaltgas gegebenenfalls verdichtet, abkühlt und nach Abtrennung einer C3+-Fraktion einer Tieftemperatur-Gas zerlegung zuführt, die eine Cj/C^-Trennsäule sowie eine dem Sumpf der C./C---Trennsäule nachgeschaltete Xthylen-Äthan-Trennsäule, aus der Äthylen als Produkt abgezogen wird, enthält, wobei am Kopf der C./C--Trennsäule eine weitgehend C2~freie Methanfraktion abgezogen und die C./C2-Trennsäule am Kopf bei Temperaturen unter -95 0C gekühlt wird und wobei ferner ein Teil des vom Kopf der C./C2~Trennsäule abgezogenen Methans zurückgeführt wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf der C. /C--Trennsäule mit flüssigem Methan, das bei Temperaturen unter -95 0C aus dem Spaltgas abgetrennt wurde, gekühlt wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zurückzuführende Anteil des vom Kopf der C./C2-Trennsäule abgezogenen Methans ins Spaltgas zurückgeführt wird.
    Form. 5723 7.73
    copy
  4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3/ dadurch gekennzeichnet, daß das Spaltgas nach der C3+-Abtrennung einer mehrstufigen partiellen Kondensation unterzogen wird, daß die bei Temperaturen bis etwa -80 0C anfallenden Kondensate in die C./C2-Trennsäule geführt werden, daß das nach weiterer Abkühlung auf Temperaturen unter etwa -9 5 0C anfallende Kondensat vom verbleibenden methanreichen Gas abgetrennt und nach Entspannung zur Kühlung und partiellen Kondensation des verbleibenden Gases verwendet wird, wobei das derart gebildete Kondensat zur Kühlung des Kopfes der C./C2-Trennsäule verwendet wird.
  5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Spaltgas vor der C, -Abtrennung einer Wäsche zur Entfernung von Dimethyläther und von Kohlendioxid unterzogen wird.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wäsche bei höherem Druck als die Methanolspaltung durchgeführt wird.
  7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem Spaltgas abgetrennte C3+-Fraktion einer C3 /C.-Trennung und die dabei gewonnene C3-Fraktion einer Disproportionierung unterzogen wird.
  8. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Methanolspaltung bei einem Druck zwischen 1 und 30 bar, insbesondere zwischen 7 und 12 bar durchgeführt wird.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2014064172A3 (en) * 2012-10-24 2015-11-26 Total Research & Technology Feluy Process for recovery light molecules from olefinic feedstream

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