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KR101971616B1 - 약한 열 분해로부터 탄화수소의 분리 시퀀스 - Google Patents

약한 열 분해로부터 탄화수소의 분리 시퀀스 Download PDF

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KR101971616B1
KR101971616B1 KR1020147006292A KR20147006292A KR101971616B1 KR 101971616 B1 KR101971616 B1 KR 101971616B1 KR 1020147006292 A KR1020147006292 A KR 1020147006292A KR 20147006292 A KR20147006292 A KR 20147006292A KR 101971616 B1 KR101971616 B1 KR 101971616B1
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hydrocarbon
separation
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군터 슈미트
홀거 슈미갈레
슈테파니 발터
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린데 악티엔게젤샤프트
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Publication date
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Abstract

원료 가스(raw gas)(1)로서 형성되고 기체 탄화수소를 함유하는 분해 생성물 가스가 압축되고(2a), 건조되고(5a, 5b),
충전 재료로서 분리 스테이지(이하에서, 전단부 C3/C4 분리)로 공급되고,
원료 가스(1)가 최대 3개의 탄소 원자를 지니는 탄화수소로 구성된 탄화수소 분획(15) 및 4개 이상의 탄소 원자를 지니는 탄화수소로 구성된 탄화수소 분획(17)으로 분리되고,
전단부 C3/C4 분리가 공정 기술 면에서 C4 흡수탑(absorber)(6) 및 프로판흡수탑(depropanizer)(8)을 포함하고,
최대 3개의 탄소 원자를 지니는 탄화수소로 구성된 탄화수소 분획이 C4 흡수탑(6)의 기체 상부 생성물(15)로서 수득되고,
4개 이상의 탄소 원자를 지니는 탄화수소로 구성된 액체 탄화수소 분획이 프로판흡수탑(8)의 저부 생성물(17)로서 수득되는, 분해에 의해 탄화수소-함유 충전물로부터 탄화수소를 발생시키는 설비에서 탄화수소를 분리하는 방법으로서,
전단부 C3/C4 공정 기술 C2/C4 분리 스테이지(7)를 추가로 포함하고,
C2/C4 분리 스테이지(7)가 C4 흡수탑(6)과 프로판흡수탑(8) 사이에 배열됨을 특징으로 하는 방법이 본원에 기재된다.

Description

약한 열 분해로부터 탄화수소의 분리 시퀀스{SEPARATION SEQUENCE FOR HYDROCARBONS FROM A GENTLE THERMAL CLEAVAGE}
본 발명은 분해(clevage)에 의해 액체 탄화수소성 공급물로부터 탄화수소를 발생시키는 설비에서 탄화수소를 분리하는 방법으로서,
원료 가스(raw gas)로서 형성되고 기체 탄화수소를 함유하는 분해 생성물 가스가 압축되고, 건조되고,
이러한 분해 생성물 가스가 공급원료로서 분리 스테이지(이하에서, 전단부 C3/C4 분리)로 안내되고,
원료 가스가 최대 3개의 탄소 원자를 지니는 탄화수소의 탄화수소 분획 및 적어도 4개의 탄소 원자를 지니는 탄화수소의 탄화수소 분획으로 분리되고,
전단부 C3/C4 분리가 공정 면에서 C4 흡수탑(absorber) 및 프로판흡수탑(depropanizer)을 포함하고,
최대 3개의 탄소 원자를 지니는 탄화수소의 탄화수소 분획이 C4 흡수탑의 기체 상부 생성물로서 수득되고,
적어도 4개의 탄소 원자를 지니는 탄화수소의 액체 탄화수소 분획이 프로판흡수탑의 저부 생성물로서 수득되는 방법에 관한 것이다.
올레핀 플랜트(olefin plant)라 칭해지는 탄화수소를 발생시키는 설비에서는 탄화수소성 공급물을 분해함으로써 탄화수소 또는 올레핀이 발생된다. 이러한 경우에 탄화수소성 공급물은 액상 또는 기상으로 되어 있고, 스팀의 존재 또는 부재하에 열 또는 촉매 분해에 의해 비교적 단쇄의 탄화수소로 전환된다. 분해에 의해 형성된 주로 비교적 단쇄인 올레핀들의 혼합물은 크래킹(cracking)된 가스 또는 원료 가스라 칭해진다. 액체 탄화수소성 공급물의 분해에서, 원료 가스는 대부분 공급물로서 오일 스크러버(oil scrubber)로 안내된다. 오일 스크러버에서, 원료 가스는 냉각되고, 예를 들어 코크스 입자 및 중유 성분과 같은 잔여의 비교적 장쇄의 탄화수소는 원료 가스에서 스크러빙된다.
이어서, 원료 가스는 추가의 정제 및 냉각을 위한 워터 스크러버(water scrubber)로 안내되고, 원료 가스 압축기에서 압축된다. 기체 탄화수소성 공급물의 분해에서, 일반적으로 오일 스크러빙은 생략될 수 있다. 이어서, 원료 가스는 종래 기술의 라이 스크러버(lye scrubber)에서 추가의 오염물, 예컨대, 이산화탄소 및 황화수소가 제거되고, 건조된다.
이후, 정제되고 건조된 원료 가스는 요망되는 올레핀 생성물과 부산물의 혼합물로 구성된다. 요망되는 올레핀 생성물을 사용할 수 있도록, 혼합물은 개별 올레핀 성분들로 분리되어야 한다.
종래 기술에 따른 탄화수소를 분리하는 그러한 방법은 최대 2개의 탄소 원자를 지니는 올레핀이 적어도 3개의 탄소 원자를 지니는 올레핀으로부터 분리되는 분리 스테이지(전단부 C2/C3 분리), 또는 최대 3개의 탄소 원자를 지니는 올레핀이 적어도 4개의 탄소 원자를 지니는 올레핀으로부터 분리되는 분리 스테이지(전단부 C3/C4 분리)로 출발하게 된다.
분리 시퀀스가 전단부 C2/C3 분리로 시작하는 경우, 최대 2개의 탄소 원자를 지니는 생성된 올레핀 분획(C2 분획)은 아세틸렌의 제거를 위한 촉매 수소화 후에 이의 개별 분획으로 분별되는 저온 분별부에 통과된다. C2 분획은 여기서 메탄 및 수소 분획으로부터 분리된다. 적어도 3개의 탄소 원자를 지니는 잔여의 탄화수소의 분획(C3 + 분획)은 수득되는 저부 생성물이 적어도 4개의 탄소 원자를 지니는 탄화수소 분획(C4 + 분획)인 분별 스테이지(프로판흡수탑)로 안내된다. 프로판흡수탑에서, 3개의 탄소 원자를 지니는 탄화수소의 올레핀 분획(C3 분획)은 상부에서 수득된다. 이후, C3 분획은 마찬가지로 이의 추가 가공 전에 촉매로 수소화된다.
본 출원의 문맥에서, n개의 탄소 원자를 지니는 탄화수소로 구성되는 탄화수소 분획은 Cn 분획으로 칭해진다. 이러한 탄화수소 분획이 적어도 n개의 탄소 원자를 지니는 탄화수소로 구성되는 경우, 탄화수소 분획은 Cn + 분획으로 칭해진다. 최대 n 탄소 원자를 지니는 탄화수소 분획은 Cn - 분획으로 칭해진다. 여기서, n은 자연수 1, 2, 3, 4...를 나타낸다.
2개 이상의 탄소 원자를 지니는 탄화수소가 액체 저부 생성물로서 수득되는 분리 스테이지는 본 출원의 문맥에서 메탄흡수탑이라고 칭해진다. 저부 생성물로서 C3+ 분획을 지니는 분리 스테이지는 에탄흡수탑이라고 칭해진다. 이에 상응하여, C4+ 저부 분획을 지니는 분리 스테이지는 프로판흡수탑이라고 칭해진다.
전단부 C3/C4 분리로 시작하는 종래 기술의 분리 시퀀스에서, C3 분획 및 C3 + 분획은 압축된 원료 가스의 압력으로 수득된다. 우세하는 완전한 원료 가스 압력에서, C3 - 분획 및 C4 + 분획으로의 분명한(sharp) 분리는 종래 기술에 따라서는 가능하지 않은데, 그 이유는 저부 온도가 너무 높아서 폴리머 형성을 증가시키고, 그에 따라서 바람직하지 않은 디포짓 형성(deposit formation)이 발생할 것이기 때문이다. 종래 기술의 추가의 분리 시퀀스에서, C3 - 분획은, 촉매 수소화 후에 C2/C3 분리로 안내된다. C3 - 분획은 C3 분획 및 C2 - 분획으로 분리된다. C4 + 분획은 C3 분획 및 C4 + 분획으로 분리되는 C2/C3 분리에 통과되고, 생성된 C3 분획은 이후 촉매로 수소화되어야 한다.
따라서, 종래 기술에 따르면, 전단부 C2/C3 분리를 지니는 분리 시퀀스뿐만 아니라 전단부 C3/C4 분리를 지니는 분리 시퀀스에서는 상응하는 관형 및 고정층 반응기를 지니는 2개의 독립적인 촉매 수소화 스테이지가 필요하다.
DE 102006010519호에는 올레핀을 분리하는 대안적인 방법이 제안되어 있다. DE 102006010519호에는 완전한 원료 가스 압력에서 작동하는 C4 흡수탑 및 8 내지 12 바의 압력에서 작동하는 프로판흡수탑을 지니는 분리 시퀀스가 개시되어 있다. C4 흡수탑 및 프로판흡수탑의 조합에 의해 올레핀은 C3 - 분획 및 C4 + 분획으로 분리된다. C3 - 분획은 이후 완전히 압축되고 촉매 수소화를 위해 안내되는 반면, C4 + 분획은 추가 가공을 위해 제거된다. C3 - 분획은 촉매 수소화 후에 C2/C3 분리에 주어지고, C2- 분획 및 C3 - 분획으로 분리된다. C2 - 분획은 공급물로서 저온 분리부에 통과되는 반면, C3 분획은 추가 가공을 위해 안내된다.
액체 탄화수소성 공급물을 위한 유사한 분리 시퀀스가 DE 102009038456호에 기재되어 있다. 여기에 개시된 분리 시퀀스에서 마찬가지로 C4 흡수탑이 프로판흡수탑과 조합되는데, 여기서 C4 흡수탑은 완전한 원료 가스 압력에서 작동되고, 프로판흡수탑은 8바 내지 12바의 압력에서 작동된다. C3 - 분획은, 촉매 수소화 후에 C2/C3 분리에 주어지고, 여기서 C3 - 분획은 제 1 컬럼에서 C2 - 분획 및 C2/C3 분획으로 분리된다. 추가의 분리가 공정 면에서 분리되어 있는 두 개의 섹션을 지니는 제 2 컬럼에서 진행되고, 여기서 상부 섹션은 메탄흡수탑으로, 저부 섹션은 에탄흡수탑으로 구성된다. 메탄흡수탑에서, 용해된 메탄 및 용해된 수소는 저온 냉각의 응축물로부터 스트립핑된다. 에탄흡수탑에서, C2 - 분획 및 C3 - 분획이 형성된다. C3 분획 C3가 여기서 저부 생성물로서 수득된다. 메탄흡수탑으로부터의 액체 C2 분획의 일부는 환류에 따라 작용한다. 에탄흡수탑의 저부는 원료 가스 또는 따뜻한 C3 냉매 또는 따뜻한 혼합된 냉매로 비등된다. 제 2 컬럼의 메탄흡수탑의 저부로부터 기체 및 액체 생성물로서 측면으로 배출되는 제 2 컬럼으로부터의 C2 분획은 C2 스플리터(splitter)에 적용된다. 여기서, 에틸렌이 상부 생성물로서 수득된다.
본 발명의 목적은 탄화수소를 분리하는 에너지 및 장치에 대한 비용이 최소화되게 하는 방식으로 도입부에서 명시된 유형의 방법을 설계하는 것이다. 이러한 경우에, 특히, 거의 1, 특히 1 미만의 프로필렌에 대한 에틸렌의 비율을 지니는 분해에 의해 형성된 원료 가스의 분리에서 에너지에 대한 비용이 최소화되어야 한다.
당해 목적은 독립항 1항의 특징부들의 조합에 의해 달성된다. 본 발명의 유리한 구체예는 종속항에 명시되어 있다.
본 발명에 따르면, 원료 가스의 탄화수소 생성물의 분리 시퀀스는 공정 면에서 추가의 C2/C4 분리 스테이지를 포함하는 전단부 C3/C4 분리로 시작한다. 이러한 추가의 C2/C4 분리 스테이지는 C4 흡수탑과 프로판흡수탑 사이에 배열된다.
원료 가스 내의 비교적 높은 분율의 비교적 장쇄의 탄화수소에서, 즉, 특히, 높은 C4 + 분율을 지니는 원료 가스의 경우, 원료 가스의 압축 동안에, 응축물의 양이 증가할 뿐만 아니라, 분명한 전단부 C3/C4 분리가 더 어려워지고 에너지적으로 비용이 더 높아지게 되는 방식으로 응축물에 용해된 C2 - 성분의 분율이 증가한다. 그러나, 이러한 문제는 본 발명에 의해 완전히 해결된다. 추가의 C2/C4 분리 스테이지에 의해서, 냉각 필요성, 특히 프로판흡수탑의 상부 생성물 냉각 필요성이 줄어들고, 그에 따라서, 분리 시퀀스의 에너지 지출이 최소화된다.
본 발명에 따르면, 추가의 C2/C4 분리 스테이지는 C4 흡수탑과 프로판흡수탑 사이에 배열된다. 상기 분리 스테이지에서, C2 - 성분과 C4 + 성분이 분리되고, 여기서 상기 분리 스테이지의 상부 가스가 비교적 고온 수준에서 응축될 수 있게 하는 방식으로, 상기 분리 스테이지에서의 C3 성분이 기체 상부 생성물뿐만 아니라 액체 저부 생성물에 있게 된다. 그 결과, 저부 생성물에서는 폴리머 형성이 증가되는 범위의 온도 상승이 방지된다.
C4 흡수탑, C2/C4 분리 스테이지 및 프로판흡수탑으로 구성되는 본 발명에 따른 전체 전단부 C3/C4 분리는 분해에 의해 형성된 후 압축되는 원료 가스의 C3 - 분획 및 C4+ 분획으로의 공정 면에서 전체적으로 분명한 분리를 가능하게 한다. 이러한 경우에, 온도는 폴리머 형성 또는 디포짓 형성이 발생하지 않는 범위로 계속해서 유지된다. C4 흡수탑, C2/C4 분리 스테이지 및 프로판흡수탑의 본 발명에 따른 조합 때문에, 또한 불분명한 분리 때문에, 연속적으로, 생성된 응축물의 압력이 분리 공정 동안 프로판흡수탑에서 4개 미만의 탄소 원자를 지니는 탄화수소를 함유하지 않는 C4 + 분획이 발생할 정도로 감소될 수 있고, 이러한 경우에는 폴리머 형성 또는 디포짓 형성이 발생하는 방식으로 저부 온도가 증가되지 않고, 분리에 대한 에너지 비용이 최소화된다.
본 발명의 바람직한 구체예에서, C4 흡수탑 및 C2/C4 분리 스테이지는 18바 내지 20바의 압력에서 작동되고, 여기서 바람직하게는 C2/C4 분리 스테이지는 C4 흡수탑보다 다소 높은 온도에서 작동된다. 본 발명의 이러한 구체예는 압축된 원료 가스가 완전한 원료 가스 압력에서 C4 흡수탑으로 바로 적용되게 한다.
본 발명의 바람직한 구체예에서, C4 흡수탑과 C2/C4 분리 스테이지가 하나의 컬럼으로 병합된다. 이러한 구체예에서, C4 흡수탑과 C2/C4 분리 스테이지는 하나의 컬럼으로 병합되지만, 공정 면에서는 분리되는 이러한 컬럼의 섹션을 형성한다. 이에 상응하여, 본 발명의 이러한 구체예에서 가공 섹션 둘 모두(C4 흡수탑, C2/C4 분리 스테이지)의 압력 수준은 동일하다.
본 발명의 대안적인 구체예에서, C4 흡수탑과 C2/C4 분리 스테이지는 상이한 컬럼이다. 본 발명의 이러한 대안적인 구체예에서, 공정 면에서 명확하게 분리되어 있는 C4 흡수탑과 C2/C4 분리 스테이지는 또한 장치 면에서 두 개의 개별 컬럼으로 나뉘어져 있다. 본 발명의 이러한 구체예에서, C4 흡수탑에는 저부 펌프가 필요하다. C2/C4 분리 스테이지는 C4 흡수탑보다 다소 높은 압력에서 작동된다.
유리하게는, C2/C4 분리 스테이지의 저부 생성물은 프로판흡수탑에 적용된다. C2/C4 분리 스테이지에 의해 탄화수소는 C3 - 분획 및 C3 + 분획으로 분리된다. 이러한 경우에 C3 + 분획이 저부 생성물로서 발생된다. 이러한 저부 생성물은 유리하게는 프로판흡수탑에 적용되고, 프로판흡수탑에서 C3 분획이 분리되고, 순수한 C4 + 분획이 저부 생성물로서 수득된다.
프로판흡수탑은 바람직하게는 10 내지 12바의 압력에서 작동된다.
특히 바람직하게는, 분리되는 원료 가스는 1.5 또는 1 미만의 비율로 에틸렌 및 프로필렌을 함유한다. 이러한 공정에서, 분해 조건이 이에 상응하여 설정된다. 원료 가스에서 프로필렌 분획이 에틸렌 분획에 상응하거나 에틸렌 분획보다 많게 하는 방식으로 분해 조건이 설정되는 경우에 특히 본 발명의 이점이 나타난다. 그러나, 프로필렌 분획이 에틸렌 분획보다 적지만 평상 시보다는 높은 경우에는 본 발명의 이점이 또한 탁월한 방식으로 나타난다. 그러한 원료 가스에서, 본 발명은 특히 성공적으로, 관여되는 장치에서 폴리머 형성 또는 디포짓 형성이 발생하지 않으면서, 분명한 방식으로 전단부 C3/C4 분리가 수행된다.
분해에 의한 불포화 탄화수소의 발생에서 가변적인 특징은 크래킹 선명도(cracking sharpness)라 칭해지는 것이다. 크래킹 선명도는 에틸렌에 대한 프로필렌의 비율에 의해 나타난다. 크래킹 선명도는 주로 크래킹 로(cracking furnace) 출구에서 크래킹된 가스의 온도, 크래킹 로에서의 잔류 시간 및 공급물의 정확한 조성에 좌우된다. 본 발명의 이점은 특히 약한 크래킹 조건하에서, 다시 말해서, 0.65 내지 1.5 kg/kg, 바람직하게는 0.7 내지 1.3 kg/kg, 특히 바람직하게는 0.8 내지 1.2 kg/kg의 에틸렌에 대한 프로필렌의 비율에서 보여진다.
바람직하게는, 프로필렌에 대한 에틸렌의 비율 또는 에틸렌에 대한 프로필렌의 비율은 상기 두 문단에서 명시된 바와 같이, 열 분해 전에 특정 분율의 불포화 탄화수소(바람직하게는 3중량% 내지 40중량%, 특히 바람직하게는 5중량% 내지 30중량%, 특히 15중량% 내지 25중량%)가 실질적으로 포화 탄화수소로 구성된 액체 탄화수소성 공급물에 혼합된다는 점에서 달성된다. 열 분해는 여기서 편의상 온건한 조건하에서(바람직하게는 700℃ 내지 800℃, 추가로 바람직하게는 720℃ 내지 790℃, 특히 바람직하게는 740℃ 내지 780℃, 예를 들어 740℃ 내지 800℃, 및/또는 2.5 bar abs - 4 bar abs) 수행된다. 유리하게는, 이러한 경우에 하나 이상의 반송된 C4+ 분획이 포화 탄화수소로서 액체 공급물에 혼합된다.
본 발명은 분해에 의해 액체 탄화수소성 공급물로부터 탄화수소를 발생시키기 위한 설비에서 탄화수소를 분리하기에 특히 적합하다.
본 발명에 의해서, 특히 액체 탄화수소성 공급물의 분해에 의해 형성된 대로의 원료 가스에 대한 분리 시퀀스의 에너지 면에서 지출을 최소화시키는 것이 가능하다. 특히, 본 발명에 따른 전단부 C3/C4 분리에서 비교적 높은 C4 + 분율을 지니는 원료 가스에서는 원료 가스의 C3 - 분획 및 C4 + 분획으로의 분명한 분리가, 관여되는 장치에서 발생하는 상승된 폴리머 형성 또는 디포짓 형성 없이 달성될 수 있다.
이하에서, 본 발명은 도 1 및 2에 도시된 예시적인 구체예 둘 모두를 참조로 하여 더욱 상세하게 기재될 것이다.
도 1은 C4 흡수탑 및 C2/C4 분리 스테이지가 상이한 컬럼인 본 발명의 구체예를 도시한 것이다.
도 2는 C4 흡수탑 및 C2/C4 분리 스테이지가 하나의 컬럼에 배열되어 있는 본 발명의 대안적인 구체예를 도시한 것이다.
도 1은 분해에 의해 형성되는 원료 가스가 최대 1 또는 그 미만의 프로필렌 대한 에틸렌 분율을 지니게 하는 방식으로 액체 탄화수소성 공급물이 분해되는 설비에서 탄화수소를 분리하는 본 발명에 따른 방법의 구체예를 도시한 것이다. 분해 생성물로서 형성되는 원료 가스(1)는 오일 스크러버(미도시)로 공급물로서 안내된다. 오일 스크러버에서, 원료 가스는 냉각되고, 원료 가스로부터 예를 들어 코크스 입자 및 중유 성분과 같은 잔여의 비교적 장쇄 탄화수소가 분리된다. 이어서, 원료 가스(1)는 추가의 정제 및 냉각을 위한 워터 스크러버(미도시)로 안내되고, 이로부터 삼단 원료 가스 압축부(2a)로 안내된다. 삼단 원료 가스 압축부(2a)에서, 원료 가스는 약 20바, 바람직하게는 19바의 압력으로 압축되고, 스크러버(3)에서 산 가스 성분, 예컨대, 이산화탄소 및 황화수소가 제거된다. 이어서, 정제된 원료 가스는 예비냉각부(4)에서 예비냉각되고, 두 개의 건조기(5a 및 5b)를 통해 건조된다. 이후, 원료 가스(1)의 실제 분리 시퀀스가 시작된다.
원료 가스 압축부(2a)의 결과로, 원료 가스는, 산 가스 스크러버(3)(미도시) 전에 냉각이 필수적인 방식으로 가열된다. 생성된 응축물은 프로판흡수탑(8)(미도시)으로 바로 안내된다. 그러나, 이러한 경우에 프로판흡수탑(8)으로 불가피하게 공급되는 산 가스 성분은 프로판흡수탑(8)에서 상부의 가스상(16)으로 배출되고, (12)에서 원료 가스 압축부(2a)로 반송된다. 이러한 섹션에서 기술된 응축물은 이러한 경우에 원료 가스 압축부(2a)의 각각의 스테이지로부터이지만, 바람직하게는 이러한 예시적인 구체예에서와 같이, 원료 가스 압축부(2a)의 세 번째 스테이지 후에 배출될 수 있다.
예비냉각부(4)에서 형성된 응축물은 건조기(5a)를 통해 C2/C4 분리 스테이지(7)로 적용된다. 예비냉각부(4)에서 형성된 상부 가스는 건조기(5b)를 통해 C4 흡수탑(6)에 바로 적용된다. C4 흡수탑(6)과 C2/C4 분리 스테이지(7) 둘 모두는 이러한 경우에 18 내지 20바, 바람직하게는 19바의 완전한 원료 가스 압력에서 작동한다. C4 흡수탑(6)에서의 압력은 C2/C4 분리 스테이지(7)에서의 압력보다 약간 낮다. C4 흡수탑(6)에서, 순수한 C3 - 분획(15)은 기체 상부 생성물로서 형성된다. 이는 네 번째 압축 스테이지(2b)에서 추가로 압축되고, 추가의 분별(13)을 위해 안내되고, 여기서 이후 가치있는 생성물인 에틸렌 및 프로필렌은 C3 - 분획(15)으로부터 분리된다.
C4 흡수탑(6)의 저부 생성물(13)은, 응축물과 같이, 건조기(5a)로부터 C2/C4 분리 스테이지(7)에 적용된다. C2/C4 분리 스테이지(7)에서, 3개의 탄소 원자를 지니는 탄화수소는 기체 상부 생성물 및 액체 저부 생성물 상에 분배된다. 이러한 경우에, 상부 생성물은 3개보다 많은 탄소 원자를 지니는 탄화수소를 약간만 함유하고, 저부 생성물은 2개보다 적은 탄소 원자를 지니는 탄화수소를 함유하지 않는다. 따라서, C2/C4 분리 스테이지(7)에서 C4 - 분획(14)인 기체 상부 생성물이 수득된다. C2/C4 분리 스테이지(7)의 액체 저부 생성물(18)은 C3 + 분획(18)이다. C2/C4 분리 스테이지(7)의 상부 생성물(14)이 4개 이상의 탄소 원자를 지니는 탄화수소를 약간만 함유함을 보장하기 위해서, C2/C4 분리 스테이지(7)는 상부 응축기(7a)를 지닌다.
C2/C4 분리 스테이지(7)의 저부 생성물(18)은 C4 + 분획을 분리하기 위한 프로판흡수탑(8)에 적용된다. 프로판흡수탑(8)은 8 내지 12바의 압력에서 작동된다. 따라서, C2/C4 분리 스테이지(7)의 저부 생성물(18)은 프로판흡수탑(8)으로 팽창된다. 프로판흡수탑(8)에서, 순수한 C4 + 분획이 저부 생성물(17)로서 형성되고, 이로부터 배출된다. 프로판흡수탑의 저부 생성물(17)은 이러한 경우에 어떠한 C3 - 성분을 함유하지 않는다. 프로판흡수탑의 상부 생성물(16)로서, 주로 3개의 탄소 원자를 지니는 탄화수소로 구성된 분획이 수득된다. 열 교환기(11)를 통해서, 프로판흡수탑(8)의 상부 생성물(16)은 추가로 냉각되고, 분리기(9)로 안내된다. 분리기에서 수득된 기상(12)은 삼단 압축부(2a)의 상류에서 원료 가스(1)로 반송된다. 분리기(9)의 액체 생성물은 펌프(10)를 통해 환류에 따라 프로판흡수탑(8)에 적용된다.
마찬가지로, C4 흡수탑(6)의 기체 상부 생성물(15)은 열 교환기(11)를 통해 냉각되고, 분리기(9)로 안내된다. 이러한 경우에 형성된 액상은 다시 환류에 따라 펌프(10)를 통해 C4 흡수탑(6)으로 적용된다. 기상은 원료 가스 압축부(2b)의 네 번째 스테이지에서 압축되고, C3 - 분획으로서 에틸렌 및 프로필렌 생성(13)으로 안내된다.
도 2는 도 1에 대한 예시적인 구체예와 유사한 방식으로 작용한다. 동일한 부분은 도 1에서와 동일한 참조 부호로 표기되어 있다. 그러나, 도 1에 대한 예시적인 구체예와는 대조적으로, 여기서 C4 흡수탑(6) 및 C2/C4 분리 스테이지(7)는 하나의 컬럼으로 배열되어 있다.

Claims (9)

  1. 원료 가스(raw gas)(1)로서 형성되고 기체 탄화수소를 함유하는 분해(cleavage) 생성물 가스가 압축되고(2a), 건조되고(5a, 5b),
    이러한 분해 생성물 가스가 공급원료로서 전단부 C3/C4 분리 스테이지로 안내되고,
    원료 가스(1)가 최대 3개의 탄소 원자를 지니는 탄화수소의 탄화수소 분획(15) 및 4개 이상의 탄소 원자를 지니는 탄화수소의 탄화수소 분획(17)으로 분리되고,
    전단부 C3/C4 분리가 공정 면에서 C4 흡수탑(absorber)(6) 및 프로판흡수탑(depropanizer)(8)을 포함하고,
    최대 3개의 탄소 원자를 지니는 탄화수소의 탄화수소 분획이 C4 흡수탑(6)의 기체 상부 생성물(15)로서 수득되고,
    4개 이상의 탄소 원자를 지니는 탄화수소의 액체 탄화수소 분획이 프로판흡수탑(8)의 저부 생성물(17)로서 수득되는, 분해에 의해 탄화수소성 공급물로부터 탄화수소를 발생시키는 설비에서 탄화수소를 분리하는 방법으로서,
    전단부 C3/C4 분리가 공정 면에서 C2/C4 분리 스테이지(7)를 추가로 포함하고,
    C2/C4 분리 스테이지(7)가 C4 흡수탑(6)과 프로판흡수탑(8) 사이에 배열되고,
    C4 흡수탑(6)의 저부 생성물(13)이 C2/C4 분리 스테이지(7)에 적용되고; C2/C4 분리 스테이지(7)에서, 최대 4개의 탄소 원자를 갖는 탄화수소의 탄화수소 분획이 C2/C4 분리 스테이지(7)의 상부 생성물(14)로서 수득되고, 3개 이상의 탄소 원자를 갖는 탄화수소의 탄화수소 분획이 C2/C4 분리 스테이지(7)의 저부 생성물(18)로서 수득되며; C2/C4 분리 스테이지(7)의 상부 생성물(14)이 C4 흡수탑(6)에 적용되고, C2/C4 분리 스테이지(7)의 저부 생성물(18)이 프로판흡수탑(8)에 적용됨을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서, C4 흡수탑(6) 및 C2/C4 분리 스테이지(7)가 18 bar 내지 20 bar의 압력에서 작동됨을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, C4 흡수탑(6)과 C2/C4 분리 스테이지(7)가 하나의 컬럼으로 병합됨을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, C4 흡수탑(6)과 C2/C4 분리 스테이지(7)가 상이한 컬럼임을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 프로판흡수탑(8)이 10 bar 내지 12 bar의 압력에서 작동됨을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 수득된 프로판흡수탑(8)의 저부 생성물(17)이 4개 이상의 탄소 원자를 지니는 탄화수소 분획임을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 원료 가스(1)가 1.5, 또는 1 미만의 프로필렌에 대한 에틸렌의 중량비로 에틸렌과 프로필렌을 함유하고, 분해 조건이 이에 상응하여 설정됨을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 분해 조건이 0.65 내지 1.5 kg/kg의 에틸렌에 대한 프로필렌 비율에 따라 설정됨을 특징으로 하는 방법.
  9. 삭제
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