[发明专利]用于分离组分混合物的方法及分离设备

说明书

本发明涉及一种使用蒸馏装置(10)分离基本上包括具有两个或两个以上碳原子的烃类、甲烷和氢气的组分混合物的方法。将组分混合物的流体(a、c、e、g、i)逐步冷却至第一压力水平，并从流体(a、c、e、g、i)中分离出第一冷凝物(b、d、f、h、j)。然后组分混合物的保持为气态形式的流体(k)在膨胀器中减压至第二压力水平，其中获得第二冷凝物(l)。第一冷凝物(b、d、f、h、j)的流体从第一压力水平减压到第二压力水平，并与第二冷凝物一起进料至在第二压力水平下操作的蒸馏塔(10)中。本发明进一步涉及一种相应的系统。

技术领域

本发明涉及根据独立权利要求的前序部分的一种用于分离基本上包括具有两个或两个以上碳原子的烃类、甲烷和氢气的组分混合物的方法，以及一种分离设备。

背景技术

用于烃类蒸汽裂化的方法和设备是已知的且例如描述于乌尔曼工业化学百科全书中的文章“乙烯”(Ethylenein Ullmann's Encyclopedia of IndustrialChemistry)，在线版，2007年4月15日，DOI:10.1002/14356007.a10_045.pub2。通过蒸汽裂化，但也使用其他方法和设备，以所谓的粗制气体或裂化气体的形式获得组分混合物，在包括去除水和二氧化碳以及类似油或汽油的组分的处理之后，将组分混合物至少部分地分离成每种情况下存在的组分中。这可以以不同的方式实施。

本发明可以用于从基本上包括具有两个碳原子的烃类、甲烷和氢气，但也含有少量或不含较重质烃类的组分混合物中去除甲烷和氢气，且下文将特别参考该变体进行描述。这种组分混合物在引用文献中已知的分离序列中获得，特别是当分离工艺中首先进行脱乙烷处理时，在对处理后的裂化气体进行脱乙烷处理中获得。如下面再次说明的，这种组分混合物或相应的物质料流通常也称为“C2减料流”。

然而，本发明也可以用于从基本上包括具有两个或更多个碳原子的烃类、甲烷和氢气的组分混合物中去除甲烷和氢气。这种组分混合物尤其可以是裂化气体的形式，该裂化气体已按照说明进行了处理，但尚未通过分离工艺进行进一步处理。

在两种情况下，即从基本上包括具有两个碳原子的烃类、甲烷和氢气，但也含有少量或不含较重质烃类的组分混合物中去除甲烷和氢气，以及从基本上包括具有两个或更多个碳原子的烃类、甲烷和氢气的组分混合物中去除甲烷和氢气，因此进行在本发明的上下文中所谓的脱甲烷。在第一种情况下，这在相应的分离序列中在第二步发生，在后一种情况下，这在第一步发生。

常规方法，例如图1所示的方法，包括在热交换器中在压力下逐步冷却C2减料流，并在每种情况下在这些热交换器下游分离出液态冷凝物。最初进料的在约30巴(绝对值)的压力及低于约-100℃的温度下保持为气态形式的C2减料流的馏分在膨胀器中膨胀。在膨胀器中膨胀的馏分和预先从C2减料流中分离出来的冷凝物在不同高度处被进料至精馏塔(称为脱甲烷塔)中。

在精馏塔的底部，形成并抽出基本上包括具有两个碳原子的烃类的液态塔底产物。将基本上包括甲烷和氢气的气态塔顶产物从精馏塔的顶部抽出作为塔顶料流，并通过在膨胀器中膨胀而冷却至约-160℃。

膨胀的塔顶料流用于在第一板式交换器中冷却和至少部分地液化来自精馏塔的第一气态物质料流和在第二板式交换器中冷却和至少部分地液化第二气态物质料流。所使用的精馏塔为两部分形式，并且在每种情况下至少部分液化的气态物质料流作为返回料到达精馏塔的两部分。随后，将膨胀的塔顶料流用于冷却C2减料流，并因此用于形成冷凝物。

在DE 10 2005 050 388A1中也公开了一种相应的方法。FR 2 957 931A1和JP S61189233A中还说明了用于处理来自蒸汽裂化工艺的气体混合物的方法。