專(zhuān)利名稱(chēng)：從乙烯提純過(guò)程中回收二級(jí)乙烯氣流的方法
本申請(qǐng)要求了1996年12月31日提交的US臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?0/034,240和60/033,948的優(yōu)先權(quán)。
本發(fā)明的領(lǐng)域本發(fā)明涉及通過(guò)使用來(lái)自一些乙烯產(chǎn)生/制備技術(shù)中的烯烴、脂族烴、烴、一氧化碳和其它組分的加壓原料氣來(lái)生產(chǎn)富含乙烯產(chǎn)品氣流的方法，后者適合用于制造含乙烯的衍生物產(chǎn)品。
本發(fā)明的技術(shù)背景乙烯就生產(chǎn)體積、銷(xiāo)售總收入和衍生物品種的數(shù)目而言是主導(dǎo)石油化學(xué)品。1995年全世界乙烯產(chǎn)量被估計(jì)是76百萬(wàn)噸/年，預(yù)計(jì)每年以大約3％的速率增長(zhǎng)，而且為滿(mǎn)足這一增長(zhǎng)需求，需要在新的生產(chǎn)裝置中投入大量的資金。$440/噸的銷(xiāo)售價(jià)格平均值意味著全世界乙烯交易金額超過(guò)$300億/年。乙烯的最終和中間使用包括塑料、樹(shù)脂和纖維的生產(chǎn)，以及其它產(chǎn)品。
在乙烯銷(xiāo)售或使用之前，有必要使用從有價(jià)值的富乙烯產(chǎn)品氣流中回收乙烯組分的方法，方法是將乙烯與無(wú)數(shù)其它組分(包括甲烷、乙烷、氫和一氧化碳等)分離，所有這些組分被發(fā)現(xiàn)存在于從另一種不同的烯烴產(chǎn)生/制備過(guò)程獲得的單股氣流中。目前，有價(jià)值的富乙烯產(chǎn)品氣流一般由本技術(shù)領(lǐng)域中熟練人員定義為具有高于約95wt％乙烯的氣流，含有各自比例低于約2000(摩爾)ppm的基本惰性組分如甲烷和乙烷以及各自比例低于約20(摩爾)ppm的潛在反應(yīng)活性組分如氫、一氧化碳、二氧化碳、丙烯和類(lèi)似物。這一定義是由使用富乙烯產(chǎn)品氣流的各種演變方法的性質(zhì)決定的，各自會(huì)遇到與各種非乙烯組分在氣流中的含量有關(guān)的各種程度的不利工藝操作條件和經(jīng)濟(jì)沖擊。此類(lèi)物料下面被稱(chēng)作一級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流。
產(chǎn)生一級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流(來(lái)自由烯烴產(chǎn)生/制備過(guò)程中所接收的各種組分)的回收和分離方法占據(jù)了大部分的乙烯制造所需要的總投資和能量使用量。這反映出，為調(diào)控從烯烴產(chǎn)生/制備過(guò)程接收的乙烯和其它組分的低正常沸點(diǎn)和低相對(duì)揮發(fā)性所需要的技術(shù)將存在一些困難。此外，本技術(shù)領(lǐng)域中熟練人員將會(huì)認(rèn)識(shí)到，投資收回和能量使用量一般是乙烯制造總成本中兩筆最大的花費(fèi)項(xiàng)目。因此，通過(guò)回收和分離來(lái)制備一級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流的方法是乙烯制造的經(jīng)濟(jì)上可行性的一個(gè)基本因素。
回收和分離在多組分氣流中存在的乙烯的方法已經(jīng)在十九世紀(jì)四十年代為人們所考慮，那時(shí)開(kāi)發(fā)出第一種實(shí)際可行的、大規(guī)模的烴熱解的烯烴產(chǎn)生技術(shù)(也稱(chēng)作蒸汽裂解)并投入工業(yè)應(yīng)用中。這一烯烴產(chǎn)生技術(shù)，現(xiàn)基本上為成熟技術(shù)，目前在利用許多種不同烴原料的工業(yè)上處于主宰地位。同時(shí)，有潛在工業(yè)價(jià)值的產(chǎn)生烯烴的其它方法是比如向烯烴工藝中引入甲醇，如US-A-4 499 327中所述，并且現(xiàn)在已由UOP給予工業(yè)實(shí)施許可。如表1中所示，工業(yè)上重要的烯烴產(chǎn)生技術(shù)一般在具有所需乙烯含量的混合物中產(chǎn)生不同量的各種副產(chǎn)組分。
表1各種烯烴產(chǎn)生技術(shù)的典型組分分布
注(1)參見(jiàn)Howe-Grant，M.編，化學(xué)技術(shù)大全(Encyclopedia ofChemical Technology)，第四版，9卷，880頁(yè)(1994)(2)參見(jiàn)Nirula，S.C.，甲烷中的乙烯，Stanford ResearchInstitute International Process Economics Program Report No.208，page 4-2(1994)這一混合物一般不適合進(jìn)一步工業(yè)應(yīng)用，因此需要回收和分離方法。應(yīng)該指出的是，這是

圖1中沒(méi)有給出的許多其它烯烴產(chǎn)生技術(shù)以及來(lái)自這些技術(shù)的混合物的摻混物的情況，一個(gè)工業(yè)中重要的實(shí)例是在各種精煉工藝中產(chǎn)生的尾氣混合物與蒸汽裂解工藝中產(chǎn)生的混合物摻混。而且，該混合物可以是由烯烴產(chǎn)生方法所產(chǎn)生的那些氣流和來(lái)自乙烯制造或乙烯衍生物制造裝置的其它部分的循環(huán)氣流的摻混物，并含有除表1中所列以外的組分。
除了由烯烴產(chǎn)生技術(shù)或這些技術(shù)的組合在混合氣流中產(chǎn)生乙烯和副產(chǎn)組分，目前與乙烯制造有關(guān)的常識(shí)涉及進(jìn)一步制備該氣流以引入到隨后的回收和分離方法中。這可包括，在各種實(shí)施方案和段落中，從烯烴產(chǎn)生反應(yīng)的條件冷卻該氣流的作用是在接近環(huán)境條件下進(jìn)行的，將正常的氣態(tài)混合氣流加壓到常常在200-600psia之間的壓力，除去在烯烴產(chǎn)生步驟中使用或產(chǎn)生的幾乎所有的水、二氧化碳和硫化合物，在各種壓力下從混合氣流中除去各種正常液態(tài)組分。因此，上述步驟的結(jié)合，即烯烴產(chǎn)生和烯烴制備的那些結(jié)合，都可以使用，這里被稱(chēng)作烯烴產(chǎn)生/烯烴制備方法。本技術(shù)領(lǐng)域中熟練人員將會(huì)認(rèn)識(shí)到，使用烯烴產(chǎn)生/制備方法的結(jié)果是已知為“原料氣”的氣流的生產(chǎn)，如此命名是因?yàn)樗仁峭度朐摲椒ㄋ么笮?、高花費(fèi)的壓縮機(jī)中而又從中排出的混合組分氣態(tài)進(jìn)料，又是投入到隨后回收和分離方法中的混合組分氣態(tài)進(jìn)料。后一種氣流在下面被稱(chēng)作加壓混合型含烯烴的原料氣。
雖然從加壓混合型含烯烴原料氣中回收和分離乙烯的方法是已知的，乙烯和其它組分的低正常沸點(diǎn)需要使用超低溫蒸汽-液體閃蒸和分餾技術(shù)，為的是以高收率回收在一級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流中存在的乙烯分子，從而使乙烯制造具備經(jīng)濟(jì)實(shí)用性。在這些方法中需要高花費(fèi)的是用于從低沸點(diǎn)組分如氫、一氧化碳和甲烷中分離出乙烯的設(shè)備。在目前的技術(shù)狀態(tài)下，在工業(yè)中占優(yōu)勢(shì)地位的、操作溫度在約-60-215°F下的乙烯回收和分離方法典型用于某些設(shè)備中，其中需要特殊的冶金和制冷系統(tǒng)來(lái)支持，這占據(jù)了大部分的乙烯制造中的總投資和能量消耗。這些對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域中那些熟練人員來(lái)說(shuō)已知為冷卻機(jī)列(chilltrain)和脫甲烷器塔，而且本質(zhì)上專(zhuān)用(substantially dedicated)的制冷系統(tǒng)需要這些設(shè)備在規(guī)定的低溫下操作，在制冷劑當(dāng)中，通常使用乙烯作為制冷劑但有時(shí)候使用甲烷和使用各種輕質(zhì)烴的混合物作為制冷劑。在生產(chǎn)富含乙烯產(chǎn)品氣流的回收和分離方法中也會(huì)見(jiàn)到的是脫乙烷器和C2分離裝置分餾塔，和反應(yīng)器，以根絕乙炔和二烯烴的存在，連同換熱器、泵和其它支持設(shè)備。
使用-60-215°F范圍內(nèi)的溫度從甲烷和低沸點(diǎn)組分中回收和分離乙烯的不太常用的方法是在脫甲烷器塔中使用組合的吸收和分餾技術(shù)，現(xiàn)有技術(shù)中已知為吸收-脫甲烷器。在該技術(shù)中，大體積量的沸點(diǎn)比乙烯高的基本不含乙烯的物料(稱(chēng)作解吸油)在約-20--50°F的液態(tài)下，在給料盤(pán)(通常為冷凝器鼓或頂塔板)上方引入到吸收-脫甲烷器中。占絕對(duì)量的解吸油在所有組分達(dá)到總體汽-液平衡的汽相中提供了這些分子的凝集汽(bulk)，因此迫使乙烯的凝集汽進(jìn)入液相中，有效地加以吸收。甲烷和更具揮發(fā)性的低沸點(diǎn)組分趨向于保留在汽相中，因此在吸收-脫甲烷塔中經(jīng)歷多個(gè)塔板的過(guò)程中，乙烯作為解吸油被分離出來(lái)，而被吸收的乙烯向塔底流動(dòng)，甲烷和低沸點(diǎn)組分向塔頂流動(dòng)。吸收-脫甲烷器所具有的潛在優(yōu)點(diǎn)在于，需要在低于-55°F的溫度下操作的冷卻機(jī)列、本質(zhì)上專(zhuān)用的制冷系統(tǒng)和一些特殊的冶金術(shù)都不需要使用。然而，對(duì)于大多數(shù)類(lèi)型的加壓混合型含烯烴的原料氣，這些優(yōu)點(diǎn)被高溫制冷負(fù)荷、能量消耗和用于調(diào)節(jié)吸收-脫甲烷器內(nèi)乙烯吸收在解吸油中所釋放出的熱量的冷卻設(shè)備的更高花費(fèi)所抵消。此外，隨后在從所需要的乙烯和其它副產(chǎn)組分中分離出大體積量的解吸油的整個(gè)回收和分離方法中，在蒸餾塔中需要附加的尺寸和能量消耗。關(guān)于代表性例子，參見(jiàn)授權(quán)于Mehra等人的US-A-5 019 143。
在乙烯回收和分離方法的技術(shù)領(lǐng)域中先進(jìn)技術(shù)是非蒸餾和非低溫的技術(shù)，尤其用于分離從非烯烴中分離烯烴的技術(shù)。一個(gè)實(shí)際例子是化學(xué)吸收和解析技術(shù)，如使用硝酸銀水溶液，見(jiàn)于英國(guó)石油“選擇性烯烴回收”技術(shù)，由Barchas在他的標(biāo)題為“通過(guò)化學(xué)吸收回收烯烴”的會(huì)議論文中進(jìn)行了描述并且目前已由Stone和Webster，Inc.獲得許可，該技術(shù)對(duì)于吸收和解吸各自來(lái)說(shuō)在約600psia/70°F和2psia/400°F之間的溫度范圍內(nèi)操作。另一種技術(shù)是使用膜分離器(如授權(quán)于Barchas等人的US-A-5 082 481中所述)在原料氣的任何制冷之前從加壓混合型含烯烴原料氣中除去約20％的氫氣。這些技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是每單位的被處理乙烯所使用的低資金花費(fèi)，而且目前來(lái)說(shuō)，它們本身不能將加壓混合型含烯烴的原料氣中足夠量的乙烯轉(zhuǎn)變成一種純度對(duì)于乙烯制造來(lái)說(shuō)具備經(jīng)濟(jì)性的富乙烯產(chǎn)品氣流。它們還能夠與閃蒸和蒸餾設(shè)備協(xié)同使用來(lái)產(chǎn)生以下理想的結(jié)果，如授權(quán)于Dinh等人的US-A-5 452 581中所述，其中膜材用于從冷卻機(jī)列中除去氫，因此通過(guò)從本質(zhì)上專(zhuān)用的低溫制冷系統(tǒng)上轉(zhuǎn)移制冷負(fù)荷到高溫制冷系統(tǒng)中而節(jié)約了能量。然而，它們不能完全避免使用冷卻機(jī)列，或低溫制冷系統(tǒng)，或者分餾或吸收蒸餾系統(tǒng)。它們的最高值似乎是在使用較低體積二級(jí)含乙烯氣流(例如對(duì)于化學(xué)吸收的情況而言，為高乙烯含量的工藝吹掃氣體)的應(yīng)用中見(jiàn)到。下面這些設(shè)備和技術(shù)將被稱(chēng)作凝集汽(bulk)分離技術(shù)。
與乙烯制造中所使用的回收和分離方法的具體實(shí)施方案無(wú)關(guān)，在常規(guī)意義講，幾乎所有這些類(lèi)型的方法都涉及生產(chǎn)單一的、一級(jí)的富乙烯產(chǎn)品氣流，后者適合于隨后的乙烯衍生物制造中的所有可能的最終應(yīng)用。生產(chǎn)單一的、一級(jí)的富乙烯產(chǎn)品氣流的方法的普遍使用在歷史上是由聚乙烯制造工藝所帶動(dòng)的，它們包括了乙烯在衍生物制造中的整個(gè)應(yīng)用中的主要部分，而且它們具有所有衍生物的最嚴(yán)格規(guī)定，后者通常需要高純度的富乙烯產(chǎn)品氣流。
然而，對(duì)于所得到的供衍生物制造用的一級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流的組成要求，當(dāng)前的一般常識(shí)是不久前在工業(yè)中進(jìn)行測(cè)試過(guò)。在標(biāo)題為Cracker/Derivative Unit Integration的Purvis會(huì)議論文中討論了以下認(rèn)識(shí)許多衍生物方法不需要?dú)v史上高水平的乙烯純度，而這是聚乙烯發(fā)揮充分的作用所需要的。一種這樣的方法是乙基苯制造，如授權(quán)于Smith等人的US-A-5 476 978中所公開(kāi)的，其中指出用作原料的富乙烯產(chǎn)品氣流可含有濃度低至5wt％的乙烯，而且該方法(由Texas州的CD Tech許可)聲稱(chēng)富乙烯產(chǎn)品氣流可含有較高水平的氫和一氧化碳。另一種衍生物方法是供醛、醇或酯制造，如歐洲專(zhuān)利申請(qǐng)序列號(hào)PCT/EP 96/00361(Kiss等人)中所述，其中合適的原料包括要求僅僅含有30-75wt％乙烯和含有較多量的氫和一氧化碳的富乙烯產(chǎn)品氣流。此外，用于聚乙烯制造的一級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流本身的純度的問(wèn)題已提出討論，其中討論了低至85％的乙烯濃度?？紤]乙烯濃度比歷史上普遍見(jiàn)到的低的一級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流的生產(chǎn)和應(yīng)用的理由是為了減少與生產(chǎn)一級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流有關(guān)的資金和能量需要量，最終使含乙烯的衍生物產(chǎn)品的成本降低。
同時(shí)，鑒于供各種衍生物制造用的一級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流的不同要求，幾乎所有的專(zhuān)利和公開(kāi)文獻(xiàn)中的當(dāng)前技術(shù)繼續(xù)致力于從回收和分離方法中制造單一的、一級(jí)的富乙烯產(chǎn)品氣流。與不同的二級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流有關(guān)的為數(shù)不多的那些項(xiàng)目(items)講述了從脫乙烷器分餾塔中排出的料流用于節(jié)約對(duì)C2分離塔的附加負(fù)荷。就申請(qǐng)人所知，在此之前并不知道使用脫甲烷器塔來(lái)提供作為頂部供料的二級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流，以便于潛在地用于某些衍生物方法中，或以便于原料理想地用于低成本非蒸餾和非低溫分離技術(shù)中的先進(jìn)技術(shù)方案中，而且繼續(xù)提供具有為其它衍生物所需要的更加嚴(yán)格的組成要求的一級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流，與此同時(shí)降低整個(gè)分離和回收方法的投資和能量需求量，潛在地避免使用冷卻機(jī)列和專(zhuān)用低溫制冷系統(tǒng)，或另外潛在地避免了解吸油在脫甲烷器塔中的循環(huán)和調(diào)控。
本發(fā)明概述本發(fā)明包括從由烯烴產(chǎn)生/制備方法制得的烯烴、脂族烴、一氧化碳和氫的加壓原料氣混合物生產(chǎn)富乙烯產(chǎn)品氣流的方法。在整個(gè)烯烴回收/分離裝置中脫甲烷器塔的冷凝器溫度提高到目前現(xiàn)有技術(shù)所接受的標(biāo)準(zhǔn)操作溫度以上，即高于約-140°F。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，本發(fā)明的方法不需要在低于約-55°F的溫度下操作的低溫分餾和其它特殊分離設(shè)備，因此不需要為達(dá)到那些低溫所需要的制冷和熱交換設(shè)備。此外，在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，本發(fā)明的方法不需要循環(huán)解吸油吸收劑物質(zhì)和因此不需要熱交換設(shè)備和減少了為調(diào)節(jié)物料所需要的制冷和分餾負(fù)荷。根據(jù)本發(fā)明的方法，二級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流能夠以一定的速率和組成作為蒸餾塔的頂部物料而產(chǎn)生，該速率和組成適合于隨后產(chǎn)生基本上不含沸點(diǎn)至少低至乙烯一樣的那些組分的一級(jí)富乙烯產(chǎn)品。而且，二級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流適合作為乙烯衍生物生產(chǎn)中的原料，或適合于通過(guò)使用凝集汽分離技術(shù)或其組合技術(shù)進(jìn)一步濃縮乙烯。因此，通過(guò)使用本發(fā)明的方法大大減少了與從烯烴產(chǎn)生方法制得的加壓原料氣混合物制備富乙烯產(chǎn)品氣流有關(guān)的資金和操作成本。
本發(fā)明的方法包括向一種在操作時(shí)至少具有脫甲烷作用的烯烴回收/分離裝置中引入加壓混合型含烯烴原料氣，在該裝置中可插入或不必插入凝集汽分離器來(lái)改變工藝氣流組成，操作脫甲烷器塔生產(chǎn)出作為頂部物料形式的二級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流，和產(chǎn)生底部物料流平衡料；隨后從該底部平衡料制備出一級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流；有可能獲得二級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流，它可作為衍生物制造用的原料或被燃燒作廢棄處理或產(chǎn)生有用的熱量。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，二級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流含有基本上所有的沸點(diǎn)至少低至乙烯一樣的投入組分。在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，脫甲烷器塔是在不存在冷卻機(jī)列的烯烴分離和回收設(shè)備中，在沒(méi)有解吸油吸收的情況下，以高于約-55°F的冷凝器溫度進(jìn)行操作。
附圖的簡(jiǎn)述圖1A是使用本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案的乙烯制造廠的烯烴分離和回收設(shè)備的示意圖，其中揭示了從脫甲烷分餾塔生產(chǎn)二級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流的方法，該塔是整個(gè)系列塔的第一個(gè)塔，接著是脫乙烷器，再接著是C2分離器，生產(chǎn)出作為頂部物料流形式的一級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流。
圖1B是使用本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案的乙烯制造廠的烯烴分離和回收方法的示意圖，其中揭示了從脫甲烷分餾塔生產(chǎn)二級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流的方法，該塔是整個(gè)系列塔的第一個(gè)塔，接著是脫乙烷器，生產(chǎn)出作為頂部物料流形式的一級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流。
圖1C是使用本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案的乙烯制造廠的烯烴分離和回收方法的示意圖，其中揭示了從脫甲烷分餾塔生產(chǎn)二級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流的方法，該塔是整個(gè)系列塔的第一個(gè)塔，接著是C2分離器，生產(chǎn)出作為頂部物料流形式的一級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流。
圖1D是使用本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案的乙烯制造廠的烯烴分離和回收方法的示意圖，其中揭示了從脫甲烷分餾塔生產(chǎn)二級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流的方法，該塔是整個(gè)系列塔的第二個(gè)塔，接著是脫乙烷塔和再接著是C2分離器。
圖2是圖1D的變化形式，其中虛線用于表示，作為選擇性使用的實(shí)施方案，在本發(fā)明中各種設(shè)備的潛在存在，作為各種設(shè)備如何與一系列按照任何順序或排序的分餾塔一起配合使用的范例。
本發(fā)明的詳細(xì)敘述參見(jiàn)圖1A，烯烴產(chǎn)生/制備方法(0)產(chǎn)生了加壓混合型含烯烴原料氣(1)，后者在約200-800psia范圍內(nèi)、優(yōu)選在約400-620psia范圍內(nèi)的壓力下被加入到脫甲烷分餾塔(2)中，后一范圍是方法(0)中最佳值，根據(jù)壓縮所需要的資金和能量需求以及下面所要討論的二級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流的最終組成而言。在該實(shí)施方案中，在作為料流(4)進(jìn)入脫甲烷器塔的進(jìn)料盤(pán)之前，在熱交換設(shè)備(3)中原料氣被冷卻至不低于-55°F的溫度。脫甲烷器塔分離發(fā)生在多個(gè)塔板上，最終得到了進(jìn)入頂置冷凝器(6)的蒸汽流(5)。在頂置冷凝器中，從輸入的蒸汽中除去熱量直至離開(kāi)冷凝器(7)的物料部分地被制冷劑冷凝到在約0°F到不低于-55°F的溫度范圍內(nèi)、在約-20--50°F范圍內(nèi)的溫度，就冷凝器換熱面積、制冷系統(tǒng)能量需求和下面所要討論的二級(jí)富乙烯產(chǎn)品的組成而言為最佳結(jié)果。蒸汽(7)然后被導(dǎo)入到轉(zhuǎn)鼓(8)中，或其它此類(lèi)蒸汽-液體分離裝置中。產(chǎn)生了液體料流(9)并作為回流液返回到脫甲烷器塔中有利于分餾，必須注意在此時(shí)或任何其它時(shí)刻不要將解吸油引入脫甲烷器塔中。此外，蒸汽流(10)被表示為二級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流，含有占絕對(duì)地位的乙烯和基本上所有的除乙烯以外的低沸點(diǎn)輸入組分，其中包括氫、一氧化碳和甲烷，以及非常少量的沸點(diǎn)比乙烯高的組分。
該脫甲烷器塔也表示液態(tài)底部物料流(11)，其中一部分(12)被引入到塔再沸器(13)，在再沸器中輸入熱量產(chǎn)生混合蒸汽-液體物料流(14)，后者返回塔中有利于分餾。剩余部分作為液態(tài)底部物料流(15)形式從脫甲烷器塔中排出，它包括平衡量(即剩余量)的輸入乙烯和稍高沸點(diǎn)組分，并且?guī)缀鯖](méi)有沸點(diǎn)比乙烯低的組分。
在二級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流中的乙烯與加壓混合型含烯烴原料氣中的乙烯的比例主要是原料氣中乙烯與氫氣、乙烯與一氧化碳和乙烯與甲烷的比例，以及脫甲烷冷凝器的操作壓力和溫度的函數(shù)。后一參數(shù)建立了由轉(zhuǎn)鼓(8)中自然定律確定的蒸汽-液體平衡組成，而前一組分比例建立了為達(dá)到所設(shè)定的平衡組成和氣流(10)的速率所需要的物料平衡。在本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方案中，烯烴產(chǎn)生/制備方法(0)經(jīng)選擇后應(yīng)使得在不需要凝集汽分離裝置的情況下固定地產(chǎn)生加壓混合型含烯烴原料氣，后者具有非常高的乙烯與氫氣、乙烯與一氧化碳和乙烯與甲烷的比例，如“甲醇至烯烴”，或按照PCT/WO96/16004，申請(qǐng)?zhí)朠CT/US95/15281(申請(qǐng)人Mohr等人)中所述的烴類(lèi)的催化裂解，最優(yōu)選“甲醇至烯烴”。表2定義了從給定組成得到的二級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流的組成和速率以及原料氣(含有相對(duì)于乙烯而言的不同比例的氫、一氧化碳或甲烷)的速率。表2在各種原料組成和冷凝器條件下來(lái)自脫甲烷器頂部物料流的二級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流的組成和速率
注使用加利福尼亞州Simulation Sciences，Inc.的PRO/II化學(xué)模擬程序編輯，利用Soave-Redlich-Kwong狀態(tài)方程式，假設(shè)在最高進(jìn)料塔盤(pán)以上有至少5個(gè)理論塔板。
只要乙烯與低沸點(diǎn)組分的比例超過(guò)表2中所列比例，有可能產(chǎn)生作為脫甲烷器的底部物料流形式的二級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流以及具有保留于底部物料流中的乙烯，隨后用該底部物料流產(chǎn)生一級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流。沸點(diǎn)比乙烯高的組分在脫甲烷器原料中的存在對(duì)表2中所示數(shù)據(jù)僅僅有很小的影響，假定在任何情況下分餾板數(shù)目、原料在這些板中的位置以及再沸器和冷凝器的負(fù)荷量經(jīng)選擇后實(shí)施分離操作，導(dǎo)致了離開(kāi)脫甲烷器的這些組分在底部物料流中占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)的比例。這一般是由于在脫甲烷器原料中存在丙烯而選擇的操作模式，因?yàn)楦鞣N乙烯衍生物方法能夠容忍氫氣和惰性氣體，但它們不能容忍其它烯烴物質(zhì)，而丙烯本身具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值。然而，對(duì)于沸點(diǎn)比乙烯高的組分存在于二級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流中的情況，尤其乙烷(如果存在的話)以足夠大的比例在加入到脫甲烷器中的原料中存在，乙烯在該氣流中的濃度和乙烯相對(duì)于低沸點(diǎn)組分的比例將從表2中所示的數(shù)據(jù)降低，但不會(huì)改變本發(fā)明的性質(zhì)。
低沸點(diǎn)組分的量的影響將是大致累加的。如果氫氣、一氧化碳和甲烷全部與乙烯一起存在于脫甲烷器原料中，在二級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流中乙烯的比例將大約是表2中所列各自比例的總和。氣流的組成將大致是表2中所列各組成的重量平均值。
在一個(gè)實(shí)施方案中，給定某一經(jīng)濟(jì)環(huán)境和二級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流的較低速率，理想的是簡(jiǎn)單地燃燒這一氣流來(lái)作廢棄處理或產(chǎn)生有用的熱量。
返回圖1A，脫甲烷器底部物料流(15)被引入到脫乙烷器分餾塔(16)中。在該塔中，通過(guò)眾所周知的技術(shù)，生產(chǎn)出了頂部氣流(17)，它含有基本上所有的輸入乙烯和非常少量的沸點(diǎn)高于乙烷的組分，和生產(chǎn)出了底部物料流(18)，后者含有非常少量的屬于輸入組分的余量的乙烯。
脫乙烷器頂部物料流(17)被送至C2分離器分餾塔(19)中，在其中使用眾所周知的技術(shù)，生產(chǎn)出了含有幾乎所有輸入乙烯和非常少量乙烷的頂部物料流(20)，它是本發(fā)明整個(gè)方法的一級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流。還生產(chǎn)出包括非常少量乙烯和幾乎所有的輸入乙烷和高沸點(diǎn)組分的底部產(chǎn)品(21)。
本發(fā)明的另外實(shí)施方案示于圖1B，1C和1D中。在這些附圖中，各分餾塔的順序可加以改變或去掉某些塔。塔順序的重新排列是工業(yè)中常見(jiàn)的(由本技術(shù)領(lǐng)域中熟練人員已知為“脫乙烷器在先”、“脫丙烷器在先”等等，這是指在整個(gè)順序中進(jìn)行的初始分餾操作)，并根據(jù)與烯烴產(chǎn)生/制備步驟(0)中產(chǎn)生的特定類(lèi)型原料氣相關(guān)的能量和資金優(yōu)化狀況來(lái)選擇。與塔的順序無(wú)關(guān)，本發(fā)明的影響是相同的。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，脫甲烷器塔是用高于約-55°F的冷凝器溫度操作的，和二級(jí)富乙烯產(chǎn)品是作為頂部物料流形式產(chǎn)生的，隨后使得無(wú)需使用本質(zhì)上專(zhuān)用的制冷系統(tǒng)、解吸油循環(huán)或冷卻機(jī)列就可生產(chǎn)出一級(jí)富乙烯產(chǎn)品。
本發(fā)明的另外實(shí)施方案示于圖2中。該圖給出了圖1A的改進(jìn)形式，其中現(xiàn)有技術(shù)中熟練人員已知的各種設(shè)備部件以虛線表示，它們配制在本發(fā)明所規(guī)定的整個(gè)分離和回收方法的合理部位。特別要標(biāo)注的部分是在脫甲烷器之前在該方法的一些點(diǎn)安裝的非低溫、非蒸餾凝集汽分離工藝(21)，它用于除去作為氣流(22)的原料氣中一部分的低沸點(diǎn)組分，將其中沸點(diǎn)比乙烯低的組分已減少的氣流作為原料(23)加入到脫甲烷器塔中。一些凝集汽分離項(xiàng)目是該工業(yè)領(lǐng)域中眾所周知的，其中包括由Fleming和Dupuis在他們的文章“氫氣膜回收評(píng)述”中描述的、由MEDAL Limited Partnership提供的諸如中空纖維膜之類(lèi)的商品，或以上指出的、被稱(chēng)作“選擇性烯烴回收”的化學(xué)吸收技術(shù)。另一種技術(shù)是如US專(zhuān)利申請(qǐng)代理紀(jì)要No.96B082(Ou等人)所描述的氫氣和一氧化碳的反應(yīng)除去。在改變本發(fā)明的脫甲烷器的原料中低沸點(diǎn)組分與乙烯的比例時(shí)，可根據(jù)表2中提供的信息來(lái)變化二級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流的速率和組成。還有，可以對(duì)該二級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流使用這類(lèi)技術(shù)來(lái)減少其中(24)所含有的低沸點(diǎn)組分的量，有潛力地提高衍生物裝置的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，并獲得含有豐富的沸點(diǎn)比乙烯低的組分的氣流，后者本身具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
此外，在圖2中，還存在一批滿(mǎn)足各種目的的設(shè)備部件。一種這樣的設(shè)備部件(25)用于在氫氣存在下將乙炔轉(zhuǎn)化成乙烯和乙烷，本技術(shù)領(lǐng)域中熟練人員已知為乙炔轉(zhuǎn)化器。這一技術(shù)避免了乙炔在二級(jí)或一級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流中的存在，或者同時(shí)在兩者中的存在，這取決于它在整個(gè)回收和分離工藝所處的位置。
根據(jù)本發(fā)明的方法，類(lèi)型和目的已在圖2的敘述中指出的輔助設(shè)備能夠設(shè)置在整個(gè)回收和分離方法的任何合理地方，對(duì)于各分餾塔的任何順序都是這樣，并且仍然獲得了使用本發(fā)明所帶來(lái)的益處，因此包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。這包括使用通常在烯烴產(chǎn)生/分離方法中見(jiàn)到的壓縮階段，但有時(shí)候設(shè)置在各種頂部物料流的流路的各塔之間，來(lái)優(yōu)化壓縮能需求量與管路(用于在各種設(shè)備部件之間傳輸氣流)，和泵(用于在各種設(shè)備部件之間傳輸氣流或改變進(jìn)入或流出這些設(shè)備部件的氣流的壓力)之間的關(guān)系。此外，在不太優(yōu)選的、但有用的實(shí)施方案中，可以使用冷卻機(jī)列、解吸油或低于約-55℃的溫度，但是在比目前一般場(chǎng)合使用的溫度高的溫度下，或脫甲烷器可在操作后保留大量的沸點(diǎn)至少與乙烯一樣低的組分，節(jié)約各種能量和資金，同時(shí)根據(jù)一級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流所需要的要求，在控制二級(jí)乙烯產(chǎn)品氣流的速率上有彈性。
本發(fā)明進(jìn)一步通過(guò)下面的實(shí)施例來(lái)說(shuō)明并并不限于它們。在每一個(gè)實(shí)施例中，假設(shè)在來(lái)自烯烴產(chǎn)生/制備方法(0)的原料氣中所含有的乙烯的進(jìn)料速率為100,000磅/每小時(shí)。其它組分的量因此由各實(shí)施例中所給出的整個(gè)氣流組成來(lái)確定。
實(shí)施例1-對(duì)未摻雜原料氣的脫甲烷器在先參見(jiàn)圖1，“甲醇至烯烴”的烯烴產(chǎn)生/制備方法(0)產(chǎn)生了已除去所有的一氧化碳和碳的、所具有的組成可由表1中反映出來(lái)的混合型含烯烴原料氣(1)，如表3中所示，壓力為610psia和溫度為90°F表3實(shí)施例1的混合型含烯烴原料氣(1)的組成
從換熱器(3)排出原料氣，除去熱量將原料供入處于0°F下的脫甲烷器(2)中，招致8psia的壓降。脫甲烷器，具有30個(gè)理論塔板的當(dāng)量和原料處于距離底部的第8個(gè)塔盤(pán)上，是以-50°F的轉(zhuǎn)鼓(8)內(nèi)溫度和600psia的壓力進(jìn)行操作的，再沸器和冷凝器的負(fù)荷足以在二級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流中提供10mol ppm的丙烯量。從表2中可以推斷出，二級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流的量和組成將大致如表4中所示，含有所有來(lái)自原料氣的氫、一氧化碳和甲烷表4實(shí)施例1的二級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流(10)的組成
脫甲烷器頂部產(chǎn)品流(15)被加入到脫乙烷器(16)中，后者具有足夠的塔盤(pán)數(shù)、再沸器負(fù)荷量和冷凝器負(fù)荷量以便在乙烷和丙烯之間進(jìn)行分餾分離，其中在頂部產(chǎn)物(17)僅僅含有100wt ppm丙烯和基本上所有的輸入乙烯，在底部產(chǎn)物(18)中含有約100wt ppm乙烷和所有稍高沸點(diǎn)的輸入組分。
脫乙烷器頂部料流(17)被送至C2分離塔(19)中，后者具有足夠的塔盤(pán)數(shù)、再沸器負(fù)荷量和冷凝器負(fù)荷量以便在乙烯和乙烷之間進(jìn)行分餾分離，其中在頂部產(chǎn)物(20)中含有基本上所有的輸入乙烯和僅僅500mol ppm乙烷和基本上沒(méi)有了原先存在于原料氣中的氫氣、一氧化碳或甲烷。氣流(20)構(gòu)成了目前工業(yè)上確定為商業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的一級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流。
實(shí)施例2-脫甲烷之前利用凝集汽分離方法的脫乙烷器在先參見(jiàn)圖2。乙烷蒸汽裂解烯烴產(chǎn)生/制備方法(0)產(chǎn)生了已除去所有的一氧化碳、碳和大部分C7+分子的，所具有的組成可由表1中反映出來(lái)的混合型含烯烴原料氣(1)，如表5中所示，壓力為400psia和溫度為90°F表5實(shí)施例2的混合型含烯烴原料氣(1)的組成
進(jìn)給料被加入到脫乙烷器塔(16)中，后者具有足夠的塔盤(pán)數(shù)、再沸器負(fù)荷量和冷凝器負(fù)荷量以便在乙烷和丙烯之間進(jìn)行分餾分離，其中在頂部產(chǎn)物(17)僅僅含有100wt ppm丙烯和基本上所有的輸入乙烯，在底部產(chǎn)物(18)中含有約100wt ppm乙烷和所有更高沸點(diǎn)的輸入組分。脫乙烷器塔步驟已導(dǎo)致了10psia的壓降，氣流(17)的壓力是390psia。
脫乙烷器頂部流(17)排出后通向壓縮機(jī)(22)(在(23)處的壓力提高至620psia)，并引入到商品MEDAL中空纖維膜(24)中，后者經(jīng)設(shè)計(jì)和操作來(lái)除去60％的氫氣以產(chǎn)生滯留物料流(25)，它的組成示于表6中，此時(shí)它的壓力是470psi。還產(chǎn)生的是作為滲透物形式的物料流(26)，它包括目標(biāo)物氫氣加上從物料流(23)中排出的一些旁通甲烷、乙炔和乙烯。
表6來(lái)自實(shí)施例2的凝集汽分離裝置(24)的物料流(25)的組成
物料流(25)被引入到乙炔轉(zhuǎn)化反應(yīng)器(27)中，后者經(jīng)設(shè)計(jì)和操作后將破壞所有的乙炔，借助于與該物料流中氫氣的化學(xué)計(jì)量反應(yīng)將其中70％轉(zhuǎn)化成乙烯和30％轉(zhuǎn)化成乙烷。得到物料流(28)，流過(guò)換熱器(3)，除去熱量后將進(jìn)給料加入到處于0°F下的脫甲烷器(2)中，其組成和速率如表7中所示。表7加入到實(shí)施例2的脫甲烷器塔中的物料流(4)進(jìn)給料的組成
通過(guò)部件(27)和(3)之后，導(dǎo)致18psi的壓降。脫甲烷器，具有20個(gè)理論塔板的當(dāng)量和原料處于距離底部的第8個(gè)塔盤(pán)上，是以-35°F的轉(zhuǎn)鼓(8)內(nèi)冷凝器溫度和450psia的壓力進(jìn)行操作的，再沸器和冷凝器的負(fù)荷足以在脫甲烷器底部產(chǎn)品物料流(15)中提供135mol ppm的甲烷量。在這種情況下，由于脫甲烷器原料中乙烷與乙烯的較高比例，乙烷進(jìn)入二級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流(10)中，在冷凝器(6)的制冷需求量以及底部產(chǎn)品氣流(15)中乙烯的回收之間有富有潛力的優(yōu)化，用于后面的一級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流的制造。因此，如以上所討論，二級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流(10)中乙烯的速率和比例將多少低于表2所預(yù)計(jì)的，但仍然含有所有的原料氣中氫氣、一氧化碳和甲烷，如表8中所示表8實(shí)施例2的二級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流(10)的組成
脫甲烷器底部產(chǎn)品流(15)被送至C2分離塔(19)中，后者具有足夠的塔盤(pán)數(shù)、再沸器負(fù)荷量和冷凝器負(fù)荷量以便在乙烯和乙烷之間進(jìn)行分餾分離，其中在頂部產(chǎn)物(20)中含有基本上所有的輸入乙烯和僅僅500mol ppm乙烷和基本上沒(méi)有了原先存在于原料氣中的氫氣、一氧化碳或甲烷。氣流(20)構(gòu)成了目前工業(yè)上確定為商業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的一級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流。
從這些實(shí)施例可以看出，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)包括用低得多的投資設(shè)備也能夠得到同樣的結(jié)果。
現(xiàn)在已參考優(yōu)選的實(shí)施方案描述了本發(fā)明。通過(guò)上面的敘述，本技術(shù)領(lǐng)域中熟練人員將會(huì)認(rèn)識(shí)到在不脫離以上所描述的、權(quán)利要求所要求的本發(fā)明的范圍和精神的前提下能夠作一些變化和改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.從加壓混合型含乙烯原料氣生產(chǎn)二級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流的方法，該原料氣是整個(gè)烯烴回收和分離裝置中所包含的一個(gè)分餾塔的頂部物料流，該蒸餾塔所處于的條件足以產(chǎn)生剩余的底部物料流，后者含有一些存在于原料氣中的乙烯而且最終從該底部物料流中回收一級(jí)乙烯富乙烯產(chǎn)品氣流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中整個(gè)烯烴回收和分離裝置含有非蒸餾型分離或反應(yīng)轉(zhuǎn)換技術(shù)以改變?nèi)魏挝锪狭髦幸胰病⒍N或沸點(diǎn)比乙烯低的組分的含量，該物料流潛在地包括二級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流。
3.權(quán)利要求1的方法，其中二級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流主要由乙烯和基本上所有的在分餾塔的原料中包含的、沸點(diǎn)至少與乙烯一樣低的組分組成；和底部物料流由乙烯和在分餾塔的原料中包含的、沸點(diǎn)至少與乙烯一樣高的組分組成。
4.權(quán)利要求2的方法，其中二級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流主要由乙烯和基本上所有的在分餾塔的原料中包含的、沸點(diǎn)至少與乙烯一樣低的組分組成；和底部物料流由乙烯和在分餾塔的原料中包含的、沸點(diǎn)至少與乙烯一樣高的組分組成。
5.權(quán)利要求3的方法，其中所述條件包括不低于約-55°F的冷凝器溫度。
6.權(quán)利要求4的方法，其中所述條件包括不低于約-55°F的冷凝器溫度。
7.權(quán)利要求5的方法，其中富乙烯產(chǎn)品氣流是在沒(méi)有解吸油吸收和沒(méi)有冷卻機(jī)列的情況下生產(chǎn)的。
8.權(quán)利要求6的方法，其中富乙烯產(chǎn)品氣流是在沒(méi)有解吸油吸收和沒(méi)有冷卻機(jī)列的情況下生產(chǎn)的。
9.權(quán)利要求7的方法，其中加壓混合型含烯烴原料氣是從甲醇至烯烴反應(yīng)獲得的。
10.權(quán)利要求8的方法，其中加壓混合型含烯烴原料氣是從甲醇至烯烴反應(yīng)獲得的。
11.權(quán)利要求7的方法，其中加壓混合型含烯烴原料氣是從烴原料的熱解或催化裂解獲得的。
12.權(quán)利要求8的方法，其中加壓混合型含烯烴原料氣是從烴原料的熱解或催化裂解獲得的。
13.權(quán)利要求9的方法，其中所有或一部分該二級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流最終被燃燒作廢棄處理或產(chǎn)生有用的熱量。
14.權(quán)利要求10的方法，其中所有或一部分該二級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流或所述改進(jìn)的二級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流最終被燃燒作廢棄處理或產(chǎn)生有用的熱量。
15.權(quán)利要求11的方法，其中所有或一部分該二級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流最終被燃燒作廢棄處理或產(chǎn)生有用的熱量。
16.權(quán)利要求12的方法，其中所有或一部分該二級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流或所述改進(jìn)的二級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流最終被燃燒作廢棄處理或產(chǎn)生有用的熱量。
17.權(quán)利要求9的方法，其中所有或一部分該二級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流被引入到用于通過(guò)反應(yīng)將氣流中烯烴轉(zhuǎn)變成其它產(chǎn)物的另一種方法中。
18.權(quán)利要求10的方法，其中所有或一部分該二級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流或所述改進(jìn)的二級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流被引入到用于通過(guò)反應(yīng)將氣流中烯烴轉(zhuǎn)變成其它產(chǎn)物的另一種方法中。
19.權(quán)利要求11的方法，其中所有或一部分該二級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流被引入到用于通過(guò)反應(yīng)將氣流中烯烴轉(zhuǎn)變成其它產(chǎn)物的另一種方法中。
20.權(quán)利要求12的方法，其中所有或一部分該二級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流或所述改進(jìn)的二級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流被引入到用于通過(guò)反應(yīng)將氣流中烯烴轉(zhuǎn)變成其它產(chǎn)物的另一種方法中。
21.權(quán)利要求17的方法，其中反應(yīng)是加氫甲酰化反應(yīng)和該其它產(chǎn)物是醛或醇。
22.權(quán)利要求18的方法，其中該反應(yīng)是加氫甲?；磻?yīng)和該其它產(chǎn)物是醛或醇。
23.權(quán)利要求19的方法，其中該反應(yīng)是加氫甲?；磻?yīng)和該其它產(chǎn)物是醛或醇。
24.權(quán)利要求20的方法，其中該反應(yīng)是加氫甲?；磻?yīng)和該其它產(chǎn)物是醛或醇。
25.權(quán)利要求17的方法，其中另一種方法是乙酸、線性α-烯烴、乙醛、乙酸乙烯單體、氯乙烯單體、乙醇、乙基苯或聚乙烯制造方法。
26.權(quán)利要求18的方法，其中另一種方法是乙酸、線性α-烯烴、乙醛、乙酸乙烯單體、氯乙烯單體、乙醇、乙基苯或聚乙烯制造方法。
27.權(quán)利要求19的方法，其中另一種方法是乙酸、線性α-烯烴、乙醛、乙酸乙烯單體、氯乙烯單體、乙醇、乙基苯或聚乙烯制造方法。
28.權(quán)利要求20的方法，其中另一種方法是乙酸、線性α-烯烴、乙醛、乙酸乙烯單體、氯乙烯單體、乙醇、乙基苯或聚乙烯制造方法。
29.從混合原料氣生產(chǎn)二級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流的方法，包括將該混合原料氣分離成底部物料流和頂部物料流，分離操作所處于的條件足以生產(chǎn)出作為該頂部物料流形式的第一富乙烯產(chǎn)品氣流。
30.權(quán)利要求29的方法，進(jìn)一步包括從該底部物料流中回收一級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流。
31.權(quán)利要求29的方法，其中該條件包括約-55°F(-48℃)或更高的溫度。
32.權(quán)利要求29的方法，其中該頂部物料流主要由乙烯和該混合原料氣所包含的、沸點(diǎn)至少與乙烯一樣低的組分組成；和底部物料流主要由乙烯和該混合原料氣中所包含的、沸點(diǎn)至少與乙烯一樣高的組分組成。
33.權(quán)利要求30的方法，其中該頂部物料流主要由乙烯和該混合原料氣所包含的、沸點(diǎn)至少與乙烯一樣低的組分組成；和底部物料流主要由乙烯和該混合原料氣中所包含的、沸點(diǎn)至少與乙烯一樣高的組分組成。
34.權(quán)利要求31的方法，其中該頂部物料流主要由乙烯和該混合原料氣所包含的、沸點(diǎn)至少與乙烯一樣低的組分組成；和底部物料流主要由乙烯和該混合原料氣中所包含的、沸點(diǎn)至少與乙烯一樣高的組分組成。
35.權(quán)利要求29的方法，其中該第一富乙烯產(chǎn)品氣流是在沒(méi)有解吸油吸收和沒(méi)有冷卻機(jī)列的情況下生產(chǎn)出來(lái)的。
36.權(quán)利要求30的方法，其中該第一富乙烯產(chǎn)品氣流是在沒(méi)有解吸油吸收和沒(méi)有冷卻機(jī)列的情況下生產(chǎn)出來(lái)的。
37.權(quán)利要求32的方法，其中該第一富乙烯產(chǎn)品氣流是在沒(méi)有解吸油吸收和沒(méi)有冷卻機(jī)列的情況下生產(chǎn)出來(lái)的。
38.權(quán)利要求33的方法，其中該第一富乙烯產(chǎn)品氣流是在沒(méi)有解吸油吸收和沒(méi)有冷卻機(jī)列的情況下生產(chǎn)出來(lái)的。
39.權(quán)利要求34的方法，其中該第一富乙烯產(chǎn)品氣流是在沒(méi)有解吸油吸收和沒(méi)有冷卻機(jī)列的情況下生產(chǎn)出來(lái)的。
40.權(quán)利要求29的方法，其中混合原料氣包括總量的乙烯，和該二級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流包括了占總量約1-50％的乙烯。
41.權(quán)利要求30的方法，其中混合原料氣包括總量的乙烯，和該二級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流包括了占總量約1-50％的乙烯。
42.權(quán)利要求31的方法，其中混合原料氣包括總量的乙烯，和該二級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流包括了占總量約1-50％的乙烯。
43.從混合原料氣生產(chǎn)二級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流的方法，包括將混合原料氣引入到脫甲烷器中；將該混合原料氣分離成底部物料流和頂部物料流，該分離所處于的條件足以使該頂部物料流包括二級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流。
44.權(quán)利要求43的方法，進(jìn)一步包括從該底部物料流中回收一級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流的步驟。
45.權(quán)利要求43的方法，其中該條件包括約-55°F(-48℃)或更高的溫度。
46.權(quán)利要求44的方法，其中該條件包括約-55°F(-48℃)或更高的溫度。
47.權(quán)利要求43的方法，其中該頂部物料流主要由乙烯和該混合原料氣所包含的、沸點(diǎn)至少與乙烯一樣低的組分組成；和底部物料流主要由乙烯和該混合原料氣中所包含的、沸點(diǎn)至少與乙烯一樣高的組分組成。
48.權(quán)利要求44的方法，其中該頂部物料流主要由乙烯和該混合原料氣所包含的、沸點(diǎn)至少與乙烯一樣低的組分組成；和底部物料流主要由乙烯和該混合原料氣中所包含的、沸點(diǎn)至少與乙烯一樣高的組分組成。
49.權(quán)利要求45的方法，其中該頂部物料流主要由乙烯和該混合原料氣所包含的、沸點(diǎn)至少與乙烯一樣低的組分組成；和底部物料流主要由乙烯和該混合原料氣中所包含的、沸點(diǎn)至少與乙烯一樣高的組分組成。
50.權(quán)利要求46的方法，其中該頂部物料流主要由乙烯和該混合原料氣所包含的、沸點(diǎn)至少與乙烯一樣低的組分組成；和底部物料流主要由乙烯和該混合原料氣中所包含的、沸點(diǎn)至少與乙烯一樣高的組分組成。
51.權(quán)利要求43的方法，其中二級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流是在沒(méi)有解吸油吸收和沒(méi)有冷卻機(jī)列的情況下生產(chǎn)出來(lái)的。
52.權(quán)利要求44的方法，其中二級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流是在沒(méi)有解吸油吸收和沒(méi)有冷卻機(jī)列的情況下生產(chǎn)出來(lái)的。
53.權(quán)利要求46的方法，其中二級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流是在沒(méi)有解吸油吸收和沒(méi)有冷卻機(jī)列的情況下生產(chǎn)出來(lái)的。
54.權(quán)利要求50的方法，其中二級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流是在沒(méi)有解吸油吸收和沒(méi)有冷卻機(jī)列的情況下生產(chǎn)出來(lái)的。
55.從包括含乙烯在內(nèi)的烯烴，含甲烷在內(nèi)的脂族烴，和氫氣和一氧化碳的混合物的加壓混合型含烯烴原料氣生產(chǎn)一級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流的方法，該原料氣通過(guò)在裝有多個(gè)蒸餾塔盤(pán)的分餾塔中進(jìn)行分餾，在操作過(guò)程中對(duì)位于塔底的再沸器加熱，一部分來(lái)自含有甲烷和沸點(diǎn)比甲烷低的產(chǎn)物的塔頂部物料流的排出蒸汽被冷卻、液化和重新作為回流液形式引入到塔頂，多個(gè)結(jié)合的步驟包括(a)將溫度高于約-55°F的原料氣引入到高溫脫甲烷器分餾塔的進(jìn)料塔盤(pán)上，分餾塔的冷凝器溫度是高于約-55°F且足以從塔的頂部物料流中生產(chǎn)出含甲烷和沸點(diǎn)比甲烷低的產(chǎn)物的蒸汽，(b)將溫度高于約-55°F的原料氣引入到高溫脫甲烷器分餾塔的進(jìn)料塔盤(pán)上，分餾塔的冷凝器溫度是高于約-55°F且足以從塔的頂部物料流中生產(chǎn)出含有甲烷和沸點(diǎn)比甲烷低的產(chǎn)物的蒸汽。
56.從包括含乙烯在內(nèi)的烯烴，含甲烷在內(nèi)的脂族烴，和氫氣和一氧化碳的混合物的加壓混合型含烯烴原料氣生產(chǎn)一級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流的方法，該原料氣通過(guò)在裝有多個(gè)蒸餾塔盤(pán)的分餾塔中進(jìn)行分餾，在操作過(guò)程中對(duì)位于塔底的再沸器加熱，一部分來(lái)自含有甲烷和沸點(diǎn)比甲烷低的產(chǎn)物的塔頂部物料流的排出蒸汽被冷卻、液化和重新作為回流液形式引入到塔頂，多個(gè)結(jié)合的步驟包括(a)將溫度高于約-55°F的原料氣引入到高溫脫甲烷器分餾塔的進(jìn)料塔盤(pán)上，分餾塔的冷凝器溫度是高于約-55°F且足以從塔的頂部物料流中生產(chǎn)出含甲烷和沸點(diǎn)比甲烷低的產(chǎn)物的蒸汽，(b)也通過(guò)操作該脫甲烷器生產(chǎn)出二級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流，后者含有基本上所有的原料氣中氫氣、一氧化碳和甲烷以及一定量的乙烯，該量低于原料氣中所含乙烯的50％和高于1％，和脫甲烷器底部物料流含有余量的原料氣流中物料，和(c)將該脫甲烷器底部物料流引入到脫乙烷器分餾塔中生產(chǎn)出含丙烯和更高沸點(diǎn)物料的脫乙烷器頂部物料流，該更高沸點(diǎn)物料的含量低于脫甲烷器底部物料流中所含有的那些更高沸點(diǎn)物料含量的50％，和脫乙烷器底部物料流含有余量的脫甲烷器底部物料流中物料。
57.權(quán)利要求56的方法，其中在步驟(c)中，一級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流直接作為脫乙烷器頂部物料流形式生產(chǎn)。
58.權(quán)利要求56的方法，其中包括另一步驟(d)，該步驟包括將來(lái)自步驟(c)的脫乙烷器頂部物料流引入到C2分離分餾塔中生產(chǎn)出了作為進(jìn)料塔盤(pán)上方頂部物料流或側(cè)部物料流形式的一級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流，該氣流含有50％以上的脫乙烷器頂部物料流中乙烯以及一定含量的乙烷和其它更高沸點(diǎn)物料，該含量低于原料氣中所含有的那些更高沸點(diǎn)物料的50％，和C2分離器底部物料流含有余量的脫乙烷器頂部物料流中物料。
59.權(quán)利要求56的方法，其中所有或一部分的步驟2(b)中二級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流被引入到膜裝置中，從而生產(chǎn)出比步驟2(b)中所生產(chǎn)的二級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流更富含乙烯的氣流。
60.從包括含乙烯在內(nèi)的烯烴、含甲烷在內(nèi)的脂族烴、和氫氣和一氧化碳的混合物的加壓混合型含烯烴原料氣生產(chǎn)一級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流的方法，該原料氣通過(guò)在裝有多個(gè)蒸餾塔盤(pán)的分餾塔中進(jìn)行分餾，在操作過(guò)程中對(duì)位于塔底的再沸器加熱，一部分來(lái)自含有甲烷和沸點(diǎn)比甲烷低的產(chǎn)物的塔頂部物料流的排出蒸汽被冷卻、液化和重新作為回流液形式引入到塔頂，多個(gè)結(jié)合的步驟包括(a)將溫度高于約-55°F的原料氣引入到脫乙烷器分餾塔中生產(chǎn)出了脫乙烷器頂部物料流，后者含有50％以上的原料氣中乙烷以及一定含量的丙烯和更高沸點(diǎn)物料，該含量低于原料氣中所含有的那些更高沸點(diǎn)物料的50％，和脫乙烷器底部物料流含有余量的原料氣中物料，(b)將溫度高于約-55°F的脫乙烷器頂部物料流引入到高溫脫甲烷器分餾塔的進(jìn)料塔盤(pán)上，分餾塔的冷凝器溫度是高于約-55°F，(c)操作該脫甲烷器生產(chǎn)出作為頂部物料流形式的二級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流，后者含有基本上所有的原料氣中氫氣、一氧化碳和甲烷以及一定量的乙烯，該量低于脫乙烷器頂部物料流中所含乙烯的50％和高于1％，和脫甲烷器底部物料流含有余量的脫乙烷器頂部物料流中物料，和(d)將該脫甲烷器底部物料流引入到C2分離分餾塔中生產(chǎn)出了作為進(jìn)料塔盤(pán)上方頂部物料流或側(cè)部物料流形式的一級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流，該氣流含有50％以上的脫甲烷器底部物料流中乙烯以及一定含量的乙烷和其它更高沸點(diǎn)物料，該含量低于脫甲烷器底部物料流中所含有的那些更高沸點(diǎn)物料的50％，和C2分離器底部物料流含有余量的脫甲烷器底部物料流中物料。
61.權(quán)利要求60的方法，其中所有或一部分的在步驟(c)中生產(chǎn)的二級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流被引入到膜裝置中，從而生產(chǎn)出比步驟60(c)中所生產(chǎn)的二級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流更富含乙烯的氣流。
62.從包括含乙烯在內(nèi)的烯烴、含甲烷在內(nèi)的脂族烴、和氫氣和一氧化碳的混合物的加壓混合型含烯烴原料氣生產(chǎn)一級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流的方法，該原料氣通過(guò)在裝有多個(gè)蒸餾塔盤(pán)的分餾塔中進(jìn)行分餾，在操作過(guò)程中對(duì)位于塔底的再沸器加熱，一部分來(lái)自含有甲烷和沸點(diǎn)比甲烷低的產(chǎn)物的塔頂部物料流的排出蒸汽被冷卻、液化和重新作為回流液形式引入到塔頂，多個(gè)結(jié)合的步驟包括(a)將溫度高于約-55°F的原料氣引入到高溫脫甲烷器分餾塔中，分餾塔的冷凝器溫度是高于約-55°F，(b)操作該脫甲烷器生產(chǎn)出作為頂部物料流形式的二級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流，后者含有基本上所有的原料氣中氫氣、一氧化碳和甲烷以及一定量的乙烯，該量低于原料氣中所含乙烯的50％和高于1％，和脫甲烷器底部物料流含有余量的原料氣流中物料，和(c)將該脫甲烷器底部物料流引入到C2分離分餾塔中生產(chǎn)出了作為頂部物料流形式的一級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流，該氣流含有50％以上的脫乙烷器頂部物料流中乙烯以及一定含量的乙烷和其它更高沸點(diǎn)物料，該含量低于脫甲烷器底部物料流中所含有的那些更高沸點(diǎn)物料的50％，和C2分離器底部物料流含有余量的脫甲烷器底部物料流中物料。
63.權(quán)利要求62的方法，其中所有或一部分的在步驟(b)中生產(chǎn)的二級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流被引入到膜裝置中，從而生產(chǎn)出比步驟(b)中所生產(chǎn)的二級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流更富含乙烯的氣流。
全文摘要
本發(fā)明涉及從加壓混合型含乙烯原料氣(4)生產(chǎn)二級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流(10)的方法,該原料氣是整個(gè)烯烴回收和分離裝置中所包含的一個(gè)分餾塔的頂部物料流,該蒸餾塔在一定條件進(jìn)行操作生產(chǎn)出頂部物料流(15),從后者能夠回收一級(jí)富乙烯產(chǎn)品氣流(20)。該方法不需要低溫分餾和/或不需要循環(huán)解吸油吸收材料。
文檔編號(hào)C07C45/50GK1241991SQ97181101
公開(kāi)日2000年1月19日 申請(qǐng)日期1997年12月31日 優(yōu)先權(quán)日1996年12月31日
發(fā)明者K·H·庫(kù)克勒, D·R·小拉姆蓋爾 申請(qǐng)人:?？松瘜W(xué)專(zhuān)利公司