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整合的烯回收过程

阅读:392发布:2021-11-09

专利汇可以提供整合的烯回收过程专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且用于将 分馏 过程和烯 烃 制冷系统整合的方法和设备能够省去典型地存在的分馏过程 冷凝器 和回流罐,其中将分馏过程烯烃流出物供给到制冷系统。能够从分馏过程收集多个底部流。烯烃制冷剂能够如希望地供给到可替代的烯烃制冷剂消耗器。分馏过程中来自制冷系统的烯烃流能够回流到柱,且烯烃产品能够通过管线收集或输出。,下面是整合的烯回收过程专利的具体信息内容。

1、一种用于分离包括至少一个烷成分和至少一个烯烃成分的轻 烃流的过程,包括:
将所述轻烃流供给到分馏柱以获得顶部烯烃蒸气流;
供给多个烯烃制冷剂蒸气流到烯烃制冷压缩机组,其中所述多个 流的一个包括来自所述分馏柱的所述顶部烯烃蒸气流;
冷却和冷凝来自所述烯烃冷压缩机组的烯烃制冷剂,以获得液 体烯烃制冷剂;
使所述液体烯烃制冷剂的第一部分回流到所述分馏柱;
使用所述液体烯烃制冷剂的第二部分以形成至少一个烯烃制冷剂 蒸气流,用于供给到所述烯烃制冷剂压缩机组;和
将所述液体烯烃制冷剂的第三部分作为烯烃产品流回收。
2、根据权利要求1所述的过程,其中所述轻烃流包括丙烷和丙烯, 且所述分馏柱是丙烷-丙烯分流器。
3、根据权利要求1所述的过程,其中所述轻烃流包括乙烷和乙烯, 且所述分馏柱包括高级的脱乙烷器,使得液体烯烃冷却剂的所述第一 部分回流到脱乙烷器柱且回流到乙烯-乙烷分流器。
4、根据权利要求3所述的过程,进一步包括将来自所述乙烯制冷 压缩机组的乙烯送到所述乙烯-乙烷分流器。
5、根据权利要求1所述的过程,进一步包括将所述烯烃制冷剂的 部分供给到用于加热和膨胀的附加的制冷剂消耗器,且使得来自所述 附加的制冷剂消耗器的烯烃制冷剂蒸气返回到所述烯烃制冷压缩机 组。
6、一种用于为包括烯烃的轻烃流脱乙烷的过程,包括:
将包括乙烯和乙烷的至少一个轻烃流供给到脱乙烷器;
将来自所述脱乙烷器的乙烯和乙烷的侧流送给到乙烯-乙烷分流 器;
将来自所述脱乙烷器和分流器的乙烯蒸气供给到乙烯制冷压缩机 组以形成乙烯液体;
使来自所述制冷组的所述乙烯液体的部分回流到所述脱乙烷器和 分流器;
从所述制冷组回收且输出所述乙烯液体的部分;和
从所述分流器回收乙烷液体。
7、根据权利要求6所述的过程,进一步包括将来自所述乙烯制冷 压缩机组的乙烯热泵送到所述乙烯-乙烷分流器。
8、根据权利要求6所述的过程,进一步包括将所述乙烯液体的部 分从所述乙烯制冷压缩机组供给到附加的制冷消耗器。
9、根据权利要求8所述的过程,进一步包括使乙烯蒸气从所述附 加的制冷消耗器返回到所述乙烯制冷压缩机组。
10、一种用于为包括烯烃的轻烃脱乙烷的设备,该设备包括:
用于将包括乙烷和乙烯的烃流送给到脱乙烷器的管线;
用于将乙烯-乙烷侧馏出物从所述脱乙烷器供给到乙烯-乙烷分 流器的管线;
用于将乙烯蒸气从所述脱乙烷器和所述分流器供给到乙烯制冷压 缩机组的管线;
用于使液体乙烯从所述制冷压缩机组回流到所述脱乙烷器和分流 器的管线;
用于从所述分流器收集液体乙烷的第一产品管线;和
用于从所述乙烯制冷压缩机组收集液体乙烯的第二产品管线。
11、根据权利要求10所述的设备,进一步包括用于将来自所述乙 烯制冷压缩机组的乙烯热泵送到所述分流器的管线。
12、根据权利要求10所述的设备,进一步包括:用于将乙烯液体 供给到多个用于加热制冷的制冷消耗器的管线,和用于使乙烯蒸气从 所述制冷消耗器返回到所述乙烯制冷压缩机组的管线。
13、一种用于将高级的脱乙烷器改型以用于运行无顶部冷凝器、 回流罐或回流泵的脱乙烷器的方法,所述方法包括如下步骤:
提供接收包括乙烷和乙烯的烃原料流以获得顶部乙烯蒸气流的高 级的脱乙烷器,用于冷却所述乙烯蒸气流的顶部冷凝器;由来自所述 脱乙烷器的侧馏出物供给以获得乙烯顶部蒸气和乙烷底部流的乙烯- 乙烷分流器,和乙烯制冷压缩机组,其中所述压缩机组由来自所述分 流器的所述乙烯顶部蒸气流供给;
安装管线以将所述顶部冷凝器旁通且从所述脱乙烷器将所述顶部 乙烯蒸气流供给到所述乙烯制冷压缩机组;和
从所述制冷压缩机组安装管线以供给液体乙烯以回流到所述脱乙 烷器。
14、在一种用于从裂解炉流出物回收烯烃的过程中,所述过程包 括压缩所述流出物和在脱甲烷器、脱乙烷器、脱丙烷器、脱丁烷器、 乙烯-乙烷分流器和丙烷-丙烯分流器中分馏,以获得至少乙烷、乙 烯、丙烷和丙烯的纯化流,所述改进包括:
将至少一个包括乙烯和乙烷的轻烃流供给到所述脱乙烷器;
将乙烯和乙烷的侧流从所述脱乙烷器送给到所述乙烯-乙烷分流 器;
将来自所述脱乙烷器和分流器的乙烯蒸气供给到乙烯制冷压缩机 组,以形成乙烯液体;和
使来自所述制冷组的乙烯液体的部分回流到所述脱乙烷器和分流 器。
15、在一种用于从裂解炉流出物回收烯烃的过程中,所述过程包 括压缩所述流出物和在脱甲烷器、脱乙烷器、脱丙烷器、脱丁烷器、 乙烯-乙烷分流器和丙烷-丙烯分流器中分馏,以获得至少乙烷、乙 烯、丙烷和丙烯的纯化流,所述改进包括:
将至少一个包括乙烯和乙烷的轻烃流送给到所述脱乙烷器,以获 得乙烯-乙烷顶部蒸气流;
将来自所述脱乙烷器的所述顶部蒸气流供给到所述乙烯-乙烷分 流器,以获得顶部乙烯蒸气流;
将所述乙烯蒸气流从所述分流器供给到乙烯制冷压缩机组,以获 得乙烯液体;
使所述乙烯液体回流到所述乙烯-乙烷分流器;
使来自所述分流器的液体侧馏出物回流到所述脱乙烷器;和
回收和输出所述乙烯制冷剂的部分。
16、根据权利要求15所述的改进,进一步包括将来自所述乙烯制 冷压缩机组的乙烯热泵送到所述乙烯-乙烷分流器。
17、根据权利要求15所述的改进,进一步包括将所述乙烯液体的 部分供给到用于制冷的附加的制冷消耗器,和使乙烯蒸气从所述附加 的制冷消耗器返回到所述乙烯制冷压缩机组。
18、根据权利要求15所述的改进,其中所述过程包括前端高压脱 甲烷器方案,其中所述顶部蒸气流从所述脱乙烷器直接供给到乙炔转 换器,通过罐且然后供给到所述乙烯-乙烷分流器,且其中将所述液 体侧馏出物从所述分流器泵送到所述积蓄器且然后从所述积蓄器泵送 到所述脱乙烷器。
19、根据权利要求15所述的改进,其中所述过程包括前端标准压 脱甲烷器方案,其中所述顶部蒸气流从所述脱乙烷器直接供给到乙 炔转换器,通过与所述分流器侧馏出物的部分接触的绿油洗涤塔,且 然后供给到所述乙烯-乙烷分流器,且其中所述分流器侧馏出物被泵 送到所述绿油洗涤塔和所述脱乙烷器。
20、根据权利要求20所述的改进,其中将所述分流器侧馏出物的 侧流泵送到所述绿油洗涤塔且然后从所述绿油洗涤塔泵送到所述脱乙 烷器。
21、一种用于分离包括至少一个烷烃成分和至少一个烯烃成分的 轻烃流的设备,包括:
用于将所述轻烃流供给到分馏柱的装置,以获得顶部烯烃蒸气流;
用于将多个烯烃制冷剂蒸气流供给到烯烃制冷压缩机组的装置, 其中所述多个流的一个包括来自所述分馏柱的所述顶部烯烃蒸气流;
用于冷却和冷凝来自所述烯烃制冷压缩机组的烯烃制冷剂的装 置,以获得液体烯烃制冷剂;
用于使所述液体烯烃制冷剂的第一部分回流到所述分馏柱的装 置;
用于膨胀和加热所述液体烯烃制冷剂的第二部分的装置,以形成 至少一个烯烃制冷剂蒸气流以用于供给到所述烯烃制冷剂压缩机组; 和
用于将所述液体烯烃制冷剂的第三部分作为烯烃产品流回收的装 置。

说明书全文

技术领域

实施例涉及改进的烯回收过程,例如将分馏柱和烯烃制冷系 统整合的烯烃回收过程,以减少烯烃回收过程所需的装备件数,因此 降低与构建回收车间相关的总成本。

背景技术

能够从由在本领域中已熟知的催化反应器和/或热裂解炉,例如包 括SuperflexTM深度催化裂解过程和流体催化裂解(FCC)反应器产生 的烃流中回收烯烃。从反应器/炉流出物到回收过程的原料气典型地包 括烯烃和烷烃,且必须被处理以从原料流分离和回收多种不同的馏分, 其能够包括氢、甲烷、乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、丁烷、丁烯和较重 的烃。用于将原料流分离为各成分的馏分的多种方法在本领域中已熟 知,且一般地涉及吸收、吸附冷却、膨胀、分馏和/或类似操作的结合。
在分离过程中,常规的脱乙烷器能够用于将C2和C3成分分离, 以产生分开的C2和C3馏分。C2和C3馏分能够随后分别在C2和C3 分流器中被进一步处理,以分别产生几乎纯的乙烯和乙烷以及几乎纯 的丙烯和丙烷。来自分流器的底部流能够再循环到热解炉以进一步裂 解或作为产品而生产。
图2至图6示出用于从烃原料流中回收烯烃的现有技术的过程。 图2示出用于将乙烯和乙烷从一个或多个富含C 2的烃流中分离的现有 技术的设备。过程能够包括高级的脱乙烷器106,乙烯制冷压缩机组 134,和乙烯乙烷分流器130。包括乙烯、乙烷和C 3以及较重的原料 的烃原料102通过一个或多个管线104供给到脱乙烷器106。如在本 说明书权利要求中所使用的,“高级的脱乙烷器”例如是脱乙烷器 106,它将烃原料分离以产生富含乙烯的顶部蒸气108,混合的乙烯乙 烷侧流112和包括C3和原料内存在的任何较重的化合物的底部流110。 脱乙烷器106能够包括用于再沸腾的换热器114。
顶部乙烯流108供给到冷凝器116且冷凝物送到回流罐118。来 自回流罐118的冷凝物通过管线119和120的泵送回流到脱乙烷器 106。来自已脱乙烷的系统的乙烯产品通过管线124供给到乙烯制冷组 134的罐136或作为产品通过管线153送出。来自管线124的此产品 能够直接地或通过换热器150a和147用作到C2分流器130的回流物。
将来自脱乙烷器106的混合的乙烯-乙烷侧流112供给到乙烯乙 烷分流器130。管线112一般地包括控制和换热器128以如希望地 加热混合流。分流器130产生大体上纯的乙烯顶部流132和大体上纯 的乙烷底部流146。乙烷底部流146能够通过管线148、149供给到换 热器150a、150b以使分流器130再沸腾。
乙烯制冷组134由脱乙烷顶部物108通过管线124和乙烯-乙烷 分流器顶部132的乙烯蒸气供给,且乙烯制冷组134包括至少一个压 缩机138、至少一个换热器冷凝器140和积蓄罐136。来自罐136的乙 烯液体通过管线144供给回流到分流器130,且过多的乙烯液体作为 产品通过管线152收集。来自压缩机138的乙烯蒸气通过管线142供 给典型地用作热源以加热换热器150a使分流器130再沸腾,且供给到 侧再沸腾器147(如果使用)。如果需要,另外的再沸腾通过换热器 150b提供。
如在图3中示出,在前端脱丙烷器方案中使用传统的脱乙烷器用 于分离乙烯和乙烷的现有技术的构造包括脱乙烷器107、乙烯-乙烷 分流器130和乙烯冷压缩机组134,前端脱丙烷方案称为烯烃冷分 离方案,其中第一分馏塔(干燥器后)是脱丙烷器。包括乙烷、乙烯、 C 3和较重的烃的烃原料102通过一个或多个管线104供给到脱乙烷器 107,以获得基本上包括乙烷和乙烯的顶部蒸气流108,和包括C 3和 较重的化合物的底部流110。热供给到一个或多个换热器114用于使 脱乙烷器107再沸腾。
顶部C2流108供给到冷凝器116,且冷凝物送到回流罐118。将 来自回流罐118的冷凝物通过管线119供给且通过泵120泵送而回流 到脱乙烷器107。乙烯/乙烷冷凝物通过管线123供给到乙烯-乙烷分 流器130。如果希望,管线123可以包括流126内的换热器128,以如 需要地加热或蒸发分流器原料。
乙烯-乙烷分流器130产生乙烯顶部蒸气流132和底部流146, 所述乙烯顶部蒸气流132被供给到乙烯制冷压缩机组134的压缩机 138。换热器150a和150b用于使分流器130再沸腾。来自乙烯压缩机 138的被压缩的乙烯蒸气在冷凝器140内冷凝且送到积蓄罐136。来自 压缩机138的乙烯蒸气的部分典型地通过管线142供给到换热器150 用于使分流器130再沸腾,且如果使用侧再沸腾器147的换热器则供 给到该换热器。附加地再沸腾可以通过一个或多个换热器150b提供。 来自罐136的乙烯可以通过管线144回流到分流器130。乙烯能够通 过管线151收集,通过泵152供给。乙烷能够从分流器130底部通过 管线146收集。
图4示出在前端高压、中压或低压脱甲烷器方案中用于烃原料的 现有技术的乙烯-乙烷分离过程。过程包括脱乙烷器107、乙炔转换 器系统158和分流器130。一个或多个烃原料102通过管线104供给 到脱乙烷器107以获得顶部蒸气流108和底部流110,所述顶部蒸气 流108主要包括乙炔、乙烯、乙烷,而所述底部流110包括较重的化 合物。换热器114用于使脱乙烷器107再沸腾。
脱乙烷器顶部流108在冷凝器116中部分地冷凝,且冷凝物被送 到回流罐118。从回流罐118通过管线119和泵120供给的液体回流 到脱乙烷器107。来自回流罐118的蒸气通过管线156供给到用于去 除和/或转换乙炔的乙炔转换器系统158,且然后送到罐162。罐162 将蒸气的乙烯-乙炔通过管线164供给到乙烯-乙炔分流器130。在 罐162内收集到的液体能够使用泵166作为产品泵送出或泵送回到脱 乙烷器107。
分流器130产生基本上纯的乙烯顶部蒸气流132和主要包括乙烷 的底部流146。顶部蒸气132通过冷凝器140冷凝且收集在罐136内。 泵145将冷凝的乙烯从罐136通过管线144供给以回流到分流器130。 乙烯产品通过管线152输出。分流器130包括用于再沸腾的换热器150, 且也能够通过管线172包括侧再沸腾器174。
在图5中示出用于前端脱甲烷器方案的另外的现有技术的过程, 该过程用于从烃流分离乙烯、乙烷和C3+。过程包括用于去除乙炔转 换器系统内产生的杂质和不希望的副产品的绿油。过程包括脱乙烷器 107、乙烯/乙烷分流器130和绿油去除系统,例如洗涤塔175。将包 括乙炔、乙烷、乙烯和C3+的一个或多个烃原料102通过一个或多个 管线104供给到脱乙烷器107,从而产生顶部流出物108和底部流110, 所述顶部流出物108主要包括乙炔、乙烷和乙烯,而所述底部流包括 C3和较重的化合物。换热器114用于使脱乙烷器107再沸腾,脱乙烷 器107也可以使用如在本领域中已知的侧再沸腾器(多个侧再沸腾 器)。C3和较重的化合物送到脱丙烷器(未示出),或输出以作为它 用,包括裂解。
顶部流出物108供给到冷凝器116以部分地冷凝C2的流,该流在 回流罐118内被相分离。液体烃通过管线119和泵120被供给以回流 到脱乙烷器107。来自回流罐118的蒸气通过管线156供给到乙炔转 换器系统158,且通过管线160供给到绿油去除洗涤塔174。洗涤塔顶 部物176供给到乙烯-乙烷分流器130。洗涤塔底部流182能够通过 泵184泵送到脱乙烷器107。
分流器130产生包括几乎纯乙烯的顶部流132和主要包括乙烷的 底部流146。换热器150用于使分流器130再沸腾。来自分流器130 的侧流可以通过管线178由泵180送给而供给,以回流到绿油洗涤塔 174。顶部流132在冷凝器140内冷凝且送到积蓄罐136。来自罐136 的液体乙烯回流到分流器130,所述液体乙烯通过管线144由泵145 供给到分流器。乙烯能够通过管线152收集,且乙烷能够通过管线146 收集。
在图6a和图6b中示出现有技术的乙烯-乙烷设备。设备包括通 过一个或多个管线204供给到丙烯-丙烷分流器206的一个或多个烃 原料流202,包括丙烷和丙烯。分流器206产生基本上包括丙烯的顶 部流208和基本上包括丙烷的底部流210。换热器214用于使分流器 再沸腾。主要包括丙烯的顶部蒸气流208能够供给到冷凝器216,所 述冷凝器216是冷冷凝器,它将丙烯冷凝以收集在罐218内。由泵 220通过管线222供给的丙烯回流到分流器206,且过多的丙烯通过管 线223收集。丙烯制冷压缩机组231典型地是分离设施,且包括至少 一个压缩机系统238、至少一个作为冷凝器240的换热器、积蓄罐236 和用于将丙烯作为制冷剂供给到附加的丙烯消耗器(多个消耗器)243 的管线244。管线232能够将加热且膨胀的丙烯再供给到压缩机238。
附图说明
详细描述将结合如下的附图被更好地理解:
图1描绘一个实施例的示意性图示,其中烯烃制冷单元整合到烷 烃/烯烃分离过程中;
图2是现有技术的乙烯/乙烷分离单元的示意性图示,其特征是高 级的脱乙烷器、乙烯/乙烷分流器和乙烯制冷单元;
图3是现有技术的乙烯/乙烷分离单元的示意图图示,其特征是传 统的脱乙烷器、乙烯/乙烷分流器和乙烯制冷单元;
图4是现有技术的乙烯/乙烷分离单元的示意图图示,其特征是脱 乙烷器、乙炔转换器系统和乙烯/乙烷分流器;
图5是现有技术的乙烯/乙烷分离单元的示意图图示,其特征是脱 乙烷器、乙炔转换器系统、绿油洗涤塔和乙烯/乙烷分流器;
图6a和图6b描绘现有技术的丙烷/丙烯分离单元的示意性图示, 其特征是C3分流器和分开的丙烯制冷单元;
图7描绘一个实施例的示意性图示,其中乙烯制冷单元已整合到 相应于图2的乙烯回收过程中,其中脱乙烷器顶部物直接供给到制冷 组,且其中来自制冷单元的乙烯液体回流到脱乙烷器;
图8描绘一个实施例的示意性图示,其中乙烯制冷单元已整合到 相应于图3的乙烯回收过程中,其中脱乙烷器顶部物直接供给到乙烯/ 乙烷分流器且来自分流器的侧流回流到脱乙烷器;
图9描绘一个实施例的示意性图示,其中在根据图4的乙烯回收 过程中,脱乙烷器冷凝器和回流罐被移除,且其中脱乙烷器顶部物直 接供给到乙炔转换器系统;
图10描绘一个实施例的示意性图示,其中在根据图5的乙烯回收 过程中,脱乙烷器冷凝器和回流罐被移除,脱乙烷器顶部物直接供给 到乙炔转换器系统和绿油洗涤塔,且其中来自分流器的侧流的部分供 给到绿油洗涤塔(且供给到脱乙烷器);
图11描绘一个实施例的示意性图示,其中在相应于图6a和图6b 的丙烯回收过程中,丙烷/丙烯分流器与丙烯制冷单元整合,其中分流 器顶部物直接供给到制冷单元,且其中来自制冷单元的热丙烯回流到 分流器。
以下参考列出的附图详细描述实施例。

具体实施方式

在详细解释实施例前,应理解的是实施例不限制于特定的实施例 且它们能够以多种方式实施或实行。
实施例将烯烃分馏柱与烯烃制冷系统整合以减少烃存量、所要求 的装备和相关的成本。过程和设备将来自分馏柱的顶部烯烃流出物直 接供给到相关的制冷系统,因此省去一般地与典型的分馏过程相关的 冷凝器回流罐乙烯泵。
提供实施的过程,该过程用于将具有至少一个烷烃成分和至少一 个烯烃成分的轻烃流分开。实施的过程能够包括:将轻烃流供给到分 馏柱以获得顶部烯烃蒸气流;供给多个烯烃制冷剂蒸气流到烯烃制冷 压缩机组,其中所述多个流的一个包括来自分馏柱的顶部烯烃蒸气流; 冷却和冷凝来自烯烃制冷压缩机组的烯烃制冷剂,以获得液体烯烃制 冷剂;使液体烯烃制冷剂的第一部分回流到分馏柱;使用液体烯烃制 冷剂的第二部分以形成至少一个烯烃制冷剂蒸气流用于供给到烯烃制 冷剂压缩机组;和将液体烯烃制冷剂的第三部分作为烯烃产品流回收。
轻烃流能够包括丙烷和丙烯,且分馏柱能够是丙烷-丙烯分流器。 轻烃流能够包括乙烷、乙烯和C 3,且分馏柱能够包括高级的脱乙烷器, 使得液体烯烃制冷剂的第一部分回流到脱乙烷器柱且另一部分回流到 乙烯-乙烷分流器。过程能够包括将来自乙烯制冷压缩机组的乙烯热 泵送到乙烯-乙烷分流器。过程能够包括将烯烃制冷剂的部分供给到 用于制冷的另外的制冷剂消耗器,且使得来自另外的制冷剂消耗器的 烯烃制冷剂蒸气返回到烯烃制冷压缩机组。
用于为包括烯烃的轻烃流脱乙烷的所实施的过程能够包括:将至 少一个轻烃流供给到脱乙烷器,所述轻烃流包括乙烯、乙烷和C3;将 来自脱乙烷器的乙烯和乙烷的侧流送给到乙烯-乙烷分流器;将来自 脱乙烷器和分流器的乙烯蒸气供给到乙烯制冷压缩机组以形成乙烯液 体;使来自制冷组的乙烯液体的部分回流到脱乙烷器和分流器;从制 冷组回收且输出乙烯液体的部分;从分流器回收乙烷液体;且从脱乙 烷的底部物回收C3+。
过程能够包括将来自乙烯制冷压缩机组的乙烯热泵送到乙烯-乙 烷分流器。过程能够包括将乙烯液体的部分从乙烯制冷压缩机组供给 到附加的制冷消耗器。过程能够包括使乙烯蒸气从附加的制冷消耗器 返回到乙烯制冷压缩机组。
用于为轻烃脱乙烷的所实施的设备能够包括:用于将包括乙烷和 乙烯的烃流送给到脱乙烷器的管线,用于将乙烯-乙烷侧馏出物从脱 乙烷器供给到乙烯-乙烷分流器的管线,用于将乙烯蒸气从脱乙烷器 和分流器供给到乙烯制冷压缩机组的管线,用于使液体乙烯从制冷压 缩机组回流到脱乙烷器和分流器的管线,用于从分流器收集液体乙烷 的第一产品管线,和用于从乙烯制冷压缩机组收集液体乙烯的第二产 品管线。
设备能够进一步包括用于为分流器热泵送来自乙烯制冷压缩机组 的乙烯的管线。设备能够包括将乙烯液体供给到多个制冷消耗器且将 乙烯蒸气从制冷消耗器返回到乙烯制冷压缩机组的管线。
提供用于将包括至少一个烷烃成分和至少一个烯烃成分的烃流分 离的实施的设备,所述设备能够包括:用于将烃流供给到分馏柱以获 得顶部烯烃蒸气流的装置;用于将多个烯烃制冷剂蒸气流供给到制冷 压缩机组的装置,其中所述多个流的一个包括来自分馏柱的顶部蒸气 流;用于将来自制冷压缩机组的蒸气冷却和冷凝以获得液体制冷剂的 装置;用于使液体烯烃制冷剂的第一部分回流到分馏柱而使用液体制 冷剂的第二部分来形成至少一个制冷剂蒸气流以用于供给到制冷剂压 缩机组的装置;和用于将液体制冷剂的第三部分作为产品流回收的装 置。
提供用于将高级的脱乙烷器改型以用于运行无顶部冷凝器、回流 罐或回流泵的脱乙烷器的所实施的方法,所述方法能够包括:提供接 收包括乙烷和乙烯的烃原料流以获得顶部乙烯蒸气流的高级的脱乙烷 器,用于乙烯蒸气流的顶部冷凝器,以来自脱乙烷器的侧馏出物供给 以获得乙烯顶部蒸气和乙烷底部流的乙烯-乙烷分流器;和乙烯制冷 压缩机组,其中压缩机组由来自分流器的乙烯顶部蒸气流供给;安装 管线以将顶部冷凝器旁通且从脱乙烷器将顶部乙烯蒸气流供给到乙烯 制冷压缩机组;和从制冷压缩机组安装管线以供给液体乙烯,以回流 到脱乙烷器。
在此提供用于从裂解炉流出物回收烯烃的过程的所实施的改进, 所述过程包括压缩流出物和在脱甲烷器、脱乙烷器、脱丙烷器、脱丁 烷器、乙烯-乙烷分流器和丙烷-丙烯分流器中分馏,以获得至少乙 烷、乙烯、丙烷和丙烯的纯化流。这些所实施的改进能够包括:将至 少一个包括乙烯和乙烷的轻烃流供给到脱乙烷器;将乙烯和乙烷的侧 流从脱乙烷器送给到乙烯-乙烷分流器;将来自脱乙烷器和分流器的 乙烯蒸气供给到乙烯制冷压缩机组,以形成乙烯液体;和使来自制冷 组的乙烯液体的部分回流到脱乙烷器和分流器。
在此包括用于从裂解炉流出物回收烯烃的过程的所实施改进,所 述过程包括压缩流出物和在脱甲烷器、脱乙烷器、脱丙烷器、脱丁烷 器、乙烯-乙烷分流器和丙烷-丙烯分流器中分馏,以获得至少乙烷、 乙烯、丙烷和丙烯的纯化流。所实施的改进能够包括:将至少一个包 括乙烯和乙烷的轻烃流送给到脱乙烷器以获得乙烯-乙烷顶部蒸气 流;将来自脱乙烷器的顶部蒸气流供给到乙烯-乙烷分流器,以获得 顶部乙烯蒸气流;将乙烯蒸气流从分流器供给到乙烯制冷压缩机组, 以获得乙烯液体;使乙烯液体回流到乙烯-乙烷分流器;使来自分流 器的液体侧馏出物回流到脱乙烷器;和回收和输出乙烯制冷剂的部分。
改进能够包括为乙烯-乙烷分流器热泵送来自乙烯制冷压缩机组 的乙烯。改进能够包括将乙烯液体的部分供给到用于制冷的附加的制 冷消耗器,且使乙烯蒸气从附加的制冷消耗器返回到乙烯制冷压缩机 组。
改进和过程能够包括前端脱丙烷器方案,且顶部乙烷-乙烯蒸气 流能够从脱乙烷器直接供给到乙烯-乙烷分流器,且来自分流器的液 体侧馏出物能够被直接泵送到脱乙烷器。
改进和过程能够包括前端高压脱甲烷器方案,且顶部蒸气流能够 从脱乙烷器直接供给到乙炔转换器系统,通过液体积蓄罐且然后供给 到乙烯-乙烷分流器,且将液体侧馏出物从分流器泵送到积蓄器且然 后从积蓄器泵送到脱乙烷器。过程能够包括前端标准压脱甲烷器方 案,顶部蒸气流能够从脱乙烷器直接供给到乙炔转换器系统,通过与 分流器侧馏出物的部分接触的绿油洗涤塔,且然后供给到乙烯-乙烷 分流器,且分流器侧馏出物能够泵送到绿油洗涤塔和脱乙烷器。分流 器侧馏出物的侧流能够被泵送到绿油洗涤塔且然后从绿油洗涤塔被泵 送到脱乙烷器。
所实施的过程总地提供从烃原料流中烯烃和烷烃的回收。来自分 馏柱的烯烃蒸气能够直接供给到烯烃制冷系统,从而消除对于典型地 与分馏柱相关的冷凝器、回流罐和泵的需要。烯烃回收过程能够有效 地使用在乙烯和丙烯车间内。
多种分馏方法和设备能够用于将炉流出物分离为其成分部分,包 括但不限制于:脱甲烷器、脱乙烷器、乙烯-乙烷分离器(在后文中 称为C2分流器)、脱丙烷器、丙烷-丙烯分离器(在后文中称为C3 分流器)等。甲烷分离希望地以脱甲烷器进行,但能够是溶剂吸收/ 再生单元,或任何其他能够将甲烷和较轻的成分从烃流中分离的过程。
在多种烃馏分的分离中,制冷典型地用于促进过程。典型的制冷 系统能够包括数级烯烃制冷剂(即,逐渐降低温度的流),用于多种 制冷过程。因此,根据所供给的原料,制冷单元典型地包括多个热交 换器、冷却器、压缩机和闪蒸罐。
在炉内或裂解过程中产生的烃流出物能够典型地包括例如乙烯、 丙烯、丁二烯的烯烃,以及例如甲烷、乙烷、丙烷和丁烷的烷烃。流 出物也能够包括较重的烃以及其他轻成分,例如氢、二和一氧 化碳。原始流出物流的组成取决于数个不同的因素,包括但不限制于 给料类型、蒸气含量、转换率和炉或催化裂解器的温度、压力、停留 时间和程度。
参考附图,图1描绘一个实施例的示意性图示,其中烯烃制冷单 元整合到烷烃/烯烃分离过程中。轻烃流10通过管线12供给到分馏过 程14。为此例的目的,轻烃流限定为包括C5和更轻烃的流。根据给 料,分馏过程14能够包括脱乙烷器、脱丙烷器、乙烯-乙烷分流器、 丙烷-丙烯分流器等。分馏过程14能够将烃原料分离为包括顶部烯烃 蒸气流20的多个顶部流以及多个液体底部流21。顶部烯烃蒸气流20 能够供给到烯烃制冷系统22。
根据温度和压力,烯烃蒸气流20能够通过管线23送给到压缩机 24内的级,或送给到冷却器/冷凝器26,以提供液体烯烃流,该液体 烯烃流能够供给到积蓄罐28。液体烯烃的部分能够作为制冷剂通过管 线30提供用于可替代的制冷剂消耗器34,或能够使烯烃液体的部分 通过管线32供给回流到分馏过程14中的柱。烯烃产品38能够通过管 线36收集。被制冷剂消耗器34蒸发的烯烃制冷剂液体能够返回到制 冷组22的压缩机24以完成循环。制冷剂消耗器34能够使用制冷剂用 于回流到分馏柱,或作为用于过程流或单元操作的加热或冷却的制冷 剂。烯烃制冷系统22能够如希望和需要地包括多个冷凝器和压缩机, 且这在本领域中已熟知。
分馏柱(例如,脱乙烷器或脱丙烷器)能够包含多个垂直分开的 塔板、一个或多个填料床或塔板和床的组合。蒸馏柱可以包括两个部 分。底部部分能够包括再沸腾器,该再沸腾器将沿柱向下流的液体的 部分加热且蒸发,以提供沿柱向上流的汽提蒸气(stripping vapor)。 希望地,为将包括乙烷和乙烯的原料分离,分馏柱能够是高级的脱乙 烷器。如在此所使用,高级的脱乙烷器指其中原料被分离为顶部乙烯 流出物、乙烯/乙烷侧馏出物流和包括乙烷的底部流的脱乙烷器。混合 的侧馏出物流能够进一步在C2分流器内分馏,以回收乙烯和乙烷,且 来自分流器的液体侧馏出物能够返回以回流到脱乙烷器。
图7描绘一个实施例的示意性图示,其中乙烯制冷单元已整合到 相应于图2的乙烯回收过程中,其中脱乙烷器顶部物直接供给到制冷 组,且其中来自制冷单元的乙烯液体回流到脱乙烷器。作为例子,过 程能够包括高级的脱乙烷器106,乙烯制冷压缩机组134和乙烯-乙 烷分流器130。能够包括乙烯和乙烷的烃原料102能够通过管线104 供给到脱乙烷器106。脱乙烷器106能够将烃原料分离,从而产生富 含乙烯的顶部蒸气108、混合的乙烯-乙烷侧流112和包括C3和较重 化合物的底部流110。如果希望,底部流110能够通过管线113供给 到换热器114用于再沸腾。
顶部物108能够供给到乙烯制冷压缩机组134,因此消除对于例 如在图2中示出的现有技术过程中的冷凝器116和回流罐118的需要。 乙烯制冷压缩机组134能够包括至少一个压缩机138、至少一个换热 器冷凝器140和积蓄罐136。从罐136供给的乙烯液体通过管线153 且通过泵151泵送能够回流到脱乙烷器106。来自罐136的液体乙烯 通过管线144供给能够回流到乙烯-乙烷分流器130。
乙烯-乙烷分流器130能够由来自脱乙烷器106的混合乙烯-乙 烷侧流112供给。管线112能够包括分流126和控制阀,以及如希望 包括换热器128以加热混合流。分流器130能够产生大体上纯的乙烯 顶部流132和大体上纯的乙烷底部流146。乙烷底部流146能够通过 管线148、149供给到换热器150a、150b以使分流器130再沸腾。
乙烯制冷组134能够由来自脱乙烷器顶部管线108和乙烯-乙烷 分流器顶部物132的乙烯蒸气供给。乙烯液体能够作为产品从罐136 通过管线152收集。如果希望,来自压缩机138的乙烯蒸气能够通过 管线142供给作为热源供给用于换热器150a,用于使分流器底部146 再沸腾,且选择地作为热源供给用于侧再沸腾器147。如果需要,另 外的再沸腾能够通过换热器150b提供。如果希望,来自制冷压缩机组 134的乙烯液体的部分能够输出到另外的制冷消耗器,例如用作制冷 源。另外的制冷消耗器将乙烯蒸气返回到制冷压缩机组134以完成制 冷循环。
为处理更大量的乙烯,本发明能够为制冷系统134使用比图2中 示出的在现有技术的分离过程中典型地提供的更大的积蓄罐136,图2 中示出的在现有技术的分离过程中脱乙烷器106包括冷凝器116和回 流罐118。过程的总烃存量能够通过消除冷凝器116和回流罐118而 降低。
图7的示例过程能够作为改型方法应用于现有的高级的脱乙烷 器。选择地,保留现有的装备,顶部管线108能够使用阀(未示出) 方便地安装以直接连接到制冷压缩机组134,该阀允许利用脱乙烷器 冷凝器116和回流罐118(如果需要)。能够安装用于将乙烯从制冷 压缩机组134直接供给到脱乙烷器106的第二管线153,以向脱乙烷 器106回流。
脱甲烷器(和脱甲烷的前气提器)能够使用在脱乙烷器106的上 游,一般地用于移除甲烷、二氧化碳和氢。脱甲烷器能够产生基本上 无甲烷和较轻成分的底部产品,因为它们作为顶部流出物流被回收, 而C 2和较重的材料作为底部产品被回收。
图8描绘一个实施例的示意性图示,其中乙烯制冷单元已整合到 相应于图3的乙烯回收过程中,其中脱乙烷器顶部物直接供给到乙烯/ 乙烷分流器,且来自分流器的侧流回流到脱乙烷器。过程能够包括脱 乙烷器107、乙烯-乙烷分流器130和乙烯制冷压缩机组134。轻烃原 料102能够通过管线104供给到脱乙烷器107以获得包括乙烷和乙烯 的顶部蒸气流108和包括C 3和较重化合物的底部流110。底部流110 能够通过管线113供给到换热器114用于使脱乙烷器107再沸腾。在 图8中描绘的过程能够在使用前端乙炔转换器和前端脱丙烷器的过程 中在烃流(多个烃流)102、104不含有乙炔时可应用。
顶部流108能够供给到乙烯-乙烷分流器130以产生乙烯蒸气顶 部流132和乙烷液体底部流146。乙烯顶部流132能够在乙烯制冷压 缩机组134压缩机138内被压缩,在冷凝器140内被冷却且收集在积 蓄罐136内。如果希望,来自压缩机的乙烯蒸气的部分能够通过管线 142供给到换热器150a用于使分流器130再沸腾,且选择地供给到侧 再沸腾器147。另外的再沸腾能够通过换热器150b提供。能够从分流 器130供给混合的乙烯/乙烷侧流155以回流到脱乙烷器106。来自积 蓄罐136的乙烯液体能够回流到分流器130。乙烯液体能够从罐136 通过泵151和管线152收集。能够从分流器130通过管线146收集乙 烷。
通过消除在图3中的现有技术过程中使用的脱乙烷器冷凝器116 和回流罐118,需要增加乙烯制冷压缩机组冷凝器140的尺寸以容纳 增加的乙烯量。
图9描绘一个实施例的示意性图示,其中在根据图4的乙烯回收 过程中,脱乙烷器冷凝器和回流罐被去除,且其中脱乙烷器顶部物直 接供给到乙炔转换器系统。作为例子的过程能够提供用于前端脱甲烷 器方案中烃原料的乙烯/乙烷分离的方法。过程能够包括脱乙烷器104、 乙炔转换器158和乙烯/乙烷分流器130。烃原料102能够通过管线104 供给到脱乙烷器107以获得包括乙炔、乙烯和乙烷的顶部蒸气流和包 括C3和较重化合物的底部流110。脱乙烷器107能够通过将底部流110 的部分通过管线113供给到换热器114而再沸腾。
脱乙烷器顶部蒸气流108能够供给到乙炔转换器系统158用于去 除乙炔。转换器系统158流出物能够通过可包括冷凝器161的管线160 离开,且供给到罐162。能够在启动期间使用冷凝器161以降低扩张 (flaring),但希望地不在稳态运行期间使用。来自罐162的蒸气能 够供给到乙烯-乙烷分流器130。来自罐162的液体能够用于通过管 线170和泵166供给而回流到脱乙烷器107。
乙烯/乙烷分流器130能够产生主要包括乙烯的顶部蒸气流132和 主要包括乙烷的底部流146。顶部蒸气132能够在冷凝器140内冷凝 且送给到积蓄罐136。泵145能够将冷凝的乙烯通过管线144供给以 回流到分流器130,或通过管线152供给冷凝的乙烯用于输出。分流 器130能够包括由管线172供给的换热器174用于侧再沸腾,且也能 够包括通过管线148由底部流146的部分供给的换热器150用于再沸 腾。来自分流器130的侧馏出物190能够由泵192供给到罐162。
由于从现有技术的设计中取消脱乙烷器冷凝器116和回流罐118, 所以冷凝器140和侧再沸腾器174的尺寸可增加到容纳另外的乙烯和 乙烷量的尺寸。
图10描绘一个实施例的示意性图示,其中在根据图5的乙烯回收 过程中,脱乙烷器冷凝器和回流罐被去除,脱乙烷器顶部物直接供给 到乙炔转换器系统和绿油洗涤塔,且其中来自分流器的侧流的部分供 给到绿油洗涤塔(且供给到脱乙烷器)。此示例过程能够包括脱乙烷 器107、乙炔转换器系统158、绿油洗涤塔175和乙烯/乙烷分流器130。 包括乙炔、乙烯和乙烷的烃原料102能够通过管线104供给到脱乙烷 器107,从而产生包括乙炔、乙烯和乙烷的顶部流出物108以及包括 C3和较重化合物的底部流110。底部流110能够通过管线113送给到 换热器114用于使脱乙烷器107再沸腾。包括C 3和较重化合物的底部 流能够送给到脱丙烷器或输出。
脱乙烷器顶部蒸气108能够供给到乙炔转换器系统158,从而降 低顶部流出物的乙炔浓度,且能够通过管线160供给到冷凝器161, 所述冷凝器161能够在启动时使用以降低扩张。与在本发明的此实施 例中已消除的现有技术的顶部冷凝器116相比,冷凝器161能够相对 小。流出物能够供给到绿油洗涤塔175,从而产生顶部蒸气,所述顶 部蒸气通过管线176供给到乙烯/乙烷分流器130。洗涤塔底部物通过 管线182和泵184供给到脱乙烷器106。
分流器130能够产生主要包括乙烯的顶部流出物132,该顶部流 出物132能够供给到冷凝器140和积蓄罐136。分流器130能够产生 主要包括乙烷的底部流146,该底部流146能够通过管线148供给到 换热器150用于使分流器130再沸腾。来自积蓄罐136的乙烯液体通 过管线144供给(如果希望则在冷却后)能够回流到分流器130。液 体乙烯能够作为产品通过管线152收集,且液体乙烷能够作为产品通 过管线146收集。分流器130能够包括侧再沸腾器,所述侧再沸腾器 包括管线172和交换器174。分流器130能够供给侧馏出物178以回 流到绿油洗涤塔175。侧馏出物178的部分能够通过管线183直接供 给以回流到脱乙烷器107。
为容纳附加量的乙烯,分流器冷凝器140和分流器侧再沸腾器174 能够在尺寸上增加。类似地,绿油洗涤塔泵180和184能够在尺寸上 增加以补偿对于图4中现有技术过程中存在的回流泵120的消除。
图11描绘一个实施例的示意性图示,其中在相应于图6a和图6b 的丙烯回收过程中,丙烷/丙烯分流器与丙烯制冷单元整合,其中分 流器顶部物直接供给到制冷单元,且其中来自制冷单元的热丙烯回流 到分流器。此示例过程能够包括C 3分馏柱206和丙烯制冷剂压缩机组 231。
包括丙烷和丙烯的烃原料202通过管线204供给到丙烯-丙烷分 流器206,该分流器206能够产生主要包括丙烯的顶部流208和主要 包括丙烷的底部流210。丙烯顶部蒸气208能够从丙烯-丙烷分流器 206供给到制冷组231。根据压力和温度,丙烯蒸气流208能够通过管 线239送给到压缩机238内的级。顶部蒸气208能够利用冷凝器240 冷凝且供给到罐236。罐236能够将液体丙烯冷却剂通过管线244供 给到相关的制冷剂消耗器243。相关的丙烯消耗器243将丙烯制冷剂 通过管线232供给到制冷剂组的压缩机238。来自积蓄罐236的丙烯 通过管线246和泵248供给能够回流到分流器206。丙烯产品能够通 过管线250从管线246收集。将丙烯制冷剂组231整合到丙烯回收过 程消除在图5的现有技术过程中对分流器冷凝器216和回流罐218的 需要。为将增加的量的丙烯容纳到制冷系统231中,制冷冷凝器240 能够在容量上增加。
虽然这些实施例已着重于实施例描述,但应理解的是,在所附的 权利要求的范围内,实施例可以不同于在此的具体描述而实行。
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