專利名稱：整合的烯烴回收過程的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實施例涉及改進的烯烴回收過程，例如將分餾柱和烯烴制冷系 統(tǒng)整合的烯烴回收過程，以減少烯烴回收過程所需的裝備件數(shù)，因此 降低與構(gòu)建回收車間相關(guān)的總成本。
背景技術(shù)：
能夠從由在本領(lǐng)域中已熟知的催化反應器和/或熱裂解爐，例如包
括SuperflexTM深度催化裂解過程和流體催化裂解(FCC )反應器產(chǎn)生 的烴流中回收烯烴。從反應器/爐流出物到回收過程的原料氣典型地包 括烯烴和烷烴，且必須被處理以從原料流分離和回收多種不同的餾分， 其能夠包括氫、曱烷、乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、丁烷、丁烯和較重 的烴。用于將原料流分離為各成分的餾分的多種方法在本領(lǐng)域中已熟 知，且一般地涉及吸收、吸附冷卻、膨脹、分餾和/或類似操作的結(jié)合。
在分離過程中，常規(guī)的脫乙烷器能夠用于將C2和C3成分分離， 以產(chǎn)生分開的C2和C3餾分。C2和C3餾分能夠隨后分別在C2和C3 分流器中被進一步處理，以分別產(chǎn)生幾乎純的乙烯和乙烷以及幾乎純 的丙烯和丙烷。來自分流器的底部流能夠再循環(huán)到熱解爐以進 一 步裂 解或作為產(chǎn)品而生產(chǎn)。
圖2至圖6示出用于從烴原料流中回收烯烴的現(xiàn)有技術(shù)的過程。 圖2示出用于將乙烯和乙烷從一個或多個富含C2的烴流中分離的現(xiàn)有 技術(shù)的設(shè)備。過程能夠包括高級的脫乙烷器106,乙烯制冷壓縮機組 134，和乙烯乙烷分流器130。包括乙烯、乙烷和C3以及較重的原料 的烴原料102通過一個或多個管線104供給到脫乙烷器106。如在本 說明書和權(quán)利要求中所使用的，"高級的脫乙烷器，，例如是脫乙烷器 106,它將烴原料分離以產(chǎn)生富含乙烯的頂部蒸氣108，混合的乙烯乙
6烷側(cè)流112和包括C 3和原料內(nèi)存在的任何較重的化合物的底部流110。 脫乙烷器106能夠包括用于再沸騰的換熱器114。
頂部乙烯流108供給到冷凝器116且冷凝物送到回流罐118。來 自回流罐118的冷凝物通過管線119和泵12 0的泵送回流到脫乙烷器 106。來自已脫乙烷的系統(tǒng)的乙烯產(chǎn)品通過管線124供給到乙烯制冷組 134的罐136或作為產(chǎn)品通過管線153送出。來自管線124的此產(chǎn)品 能夠直接地或通過換熱器150a和147用作到C2分流器130的回流物。
將來自脫乙烷器106的混合的乙烯-乙烷側(cè)流112供給到乙烯乙 烷分流器130。管線112 —^:地包括控制閥和換熱器128以如希望地 加熱混合流。分流器130產(chǎn)生大體上純的乙烯頂部流132和大體上純 的乙烷底部流146。乙烷底部流146能夠通過管線148、 149供給到換 熱器150a、 150b以使分流器130再沸騰。
乙烯制冷組134由脫乙垸頂部物108通過管線124和乙烯-乙烷 分流器頂部132的乙烯蒸氣供給，且乙烯制冷組134包括至少一個壓 縮機138、至少一個換熱器冷凝器140和積蓄罐136。來自罐136的乙 烯液體通過管線144供給回流到分流器130,且過多的乙烯液體作為 產(chǎn)品通過管線152收集。來自壓縮機138的乙烯蒸氣通過管線142供 給典型地用作熱源以加熱換熱器15 0a使分流器130再沸騰，且供給到 側(cè)再沸騰器147 (如果使用)。如果需要，另外的再沸騰通過換熱器 150b提供。
如在圖3中示出，在前端脫丙烷器方案中使用傳統(tǒng)的脫乙烷器用 于分離乙烯和乙烷的現(xiàn)有技術(shù)的構(gòu)造包括脫乙烷器107、乙烯-乙烷 分流器130和乙烯制冷壓縮機組134,前端脫丙烷方案稱為烯烴冷分 離方案，其中第一分餾塔(干燥器后)是脫丙烷器。包括乙烷、乙烯、 C3和較重的烴的烴原料102通過一個或多個管線104供給到脫乙烷器 107，以獲得基本上包括乙烷和乙烯的頂部蒸氣流108，和包括C3和 較重的化合物的底部流110。熱供給到一個或多個換熱器114用于使 脫乙烷器107再沸騰。頂部C2流108供給到冷凝器116，且冷凝物送到回流罐118。將 來自回流罐118的冷凝物通過管線119供給且通過泵12Q泵送而回流 到脫乙烷器107。乙烯/乙烷冷凝物通過管線123供給到乙烯-乙烷分 流器130。如果希望，管線123可以包括流126內(nèi)的換熱器128，以如 需要地加熱或蒸發(fā)分流器原料。
乙烯-乙烷分流器130產(chǎn)生乙烯頂部蒸氣流132和底部流146, 所述乙烯頂部蒸氣流132被供給到乙烯制冷壓縮機組134的壓縮機 138。換熱器150a和150b用于使分流器130再沸騰。來自乙烯壓縮機 138的被壓縮的乙烯蒸氣在冷凝器140內(nèi)冷凝且送到積蓄罐136。來自 壓縮機138的乙烯蒸氣的部分典型地通過管線142供給到換熱器150 用于使分流器130再沸騰，且如果使用側(cè)再沸騰器147的換熱器則供 給到該換熱器。附加地再沸騰可以通過一個或多個換熱器150b提供。 來自罐136的乙烯可以通過管線144回流到分流器130。乙烯能夠通 過管線151收集，通過泵152供給。乙烷能夠從分流器130底部通過 管線146收集。
圖4示出在前端高壓、中壓或低壓脫曱烷器方案中用于烴原料的 現(xiàn)有技術(shù)的乙烯-乙烷分離過程。過程包括脫乙烷器107、乙炔轉(zhuǎn)換 器系統(tǒng)158和分流器130。 一個或多個烴原料102通過管線104供給 到脫乙烷器107以獲得頂部蒸氣流108和底部流110，所述頂部蒸氣 流108主要包括乙炔、乙烯、乙烷，而所述底部流110包括較重的化 合物。換熱器114用于使脫乙烷器107再沸騰。
脫乙烷器頂部流108在冷凝器116中部分地冷凝，且冷凝物;波送 到回流罐118。從回流罐118通過管線119和泵120供給的液體回流 到脫乙烷器107。來自回流罐118的蒸氣通過管線156供給到用于去 除和/或轉(zhuǎn)換乙炔的乙炔轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)158，且然后送到罐162。罐162 將蒸氣的乙烯-乙炔通過管線164供給到乙烯-乙炔分流器130。在 罐162內(nèi)收集到的液體能夠使用泵166作為產(chǎn)品泵送出或泵送回到脫 乙烷器107。分流器130產(chǎn)生基本上純的乙烯頂部蒸氣流132和主要包括乙烷 的底部流146。頂部蒸氣132通過冷凝器140冷凝且收集在罐136內(nèi)。 泵145將冷凝的乙烯從罐136通過管線144供給以回流到分流器130。 乙烯產(chǎn)品通過管線152輸出。分流器130包括用于再沸騰的換熱器150, 且也能夠通過管線172包括側(cè)再沸騰器174。
在圖5中示出用于前端脫曱烷器方案的另外的現(xiàn)有技術(shù)的過程， 該過程用于從烴流分離乙烯、乙烷和C3+。過程包括用于去除乙炔轉(zhuǎn) 換器系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生的雜質(zhì)和不希望的副產(chǎn)品的綠油。過程包括脫乙烷器 107、乙烯/乙烷分流器130和綠油去除系統(tǒng)，例如洗滌塔175。將包 括乙炔、乙烷、乙烯和C3 +的一個或多個烴原料102通過一個或多個 管線104供給到脫乙烷器107，從而產(chǎn)生頂部流出物108和底部流110, 所述頂部流出物108主要包括乙炔、乙烷和乙烯，而所述底部流包括 C3和較重的化合物。換熱器114用于使脫乙烷器107再沸騰，脫乙烷 器107也可以使用如在本領(lǐng)域中已知的側(cè)再沸騰器(多個側(cè)再沸騰 器)。C3和較重的化合物送到脫丙烷器(未示出)，或輸出以作為它 用，包括裂解。
頂部流出物108供給到冷凝器116以部分地冷凝C2的流，該流在 回流罐118內(nèi)被相分離。液體烴通過管線119和泵120被供給以回流 到脫乙烷器107。來自回流罐118的蒸氣通過管線156供給到乙炔轉(zhuǎn) 換器系統(tǒng)158,且通過管線160供給到綠油去除洗滌塔174。洗滌塔頂 部物176供給到乙烯-乙烷分流器130。洗滌塔底部流182能夠通過 泵184泵送到脫乙烷器107。
分流器130產(chǎn)生包括幾乎純乙烯的頂部流132和主要包括乙烷的 底部流146。換熱器150用于使分流器130再沸騰。來自分流器130 的側(cè)流可以通過管線178由泵180送給而供給，以回流到綠油洗滌塔 174。頂部流132在冷凝器140內(nèi)冷凝且送到積蓄罐136。來自罐136 的液體乙烯回流到分流器130,所述液體乙烯通過管線144由泵145 供給到分流器。乙烯能夠通過管線152收集，且乙烷能夠通過管線146收集。
在圖6a和圖6b中示出現(xiàn)有技術(shù)的乙烯-乙烷設(shè)備。設(shè)備包括通 過一個或多個管線204供給到丙烯-丙烷分流器206的一個或多個烴 原料流202,包括丙烷和丙烯。分流器206產(chǎn)生基本上包括丙烯的頂 部流208和基本上包括丙烷的底部流210。換熱器214用于使分流器 再沸騰。主要包括丙烯的頂部蒸氣流208能夠供給到冷凝器216，所 述冷凝器216是水冷冷凝器，它將丙烯冷凝以收集在罐218內(nèi)。由泵 2M通過管線222供給的丙烯回流到分流器2 06，且過多的丙烯通過管 線"3收集。丙烯制冷壓縮機組231典型地是分離設(shè)施，且包括至少 一個壓縮機系統(tǒng)2 38 、至少一個作為冷凝器240的換熱器、積蓄罐236 和用于將丙烯作為制冷劑供給到附加的丙烯消耗器(多個消耗器)243 的管線244。管線232能夠?qū)⒓訜崆遗蛎浀谋┰俟┙o到壓縮機2 38。


詳細描述將結(jié)合如下的附圖被更好地理解
圖1描繪一個實施例的示意性圖示，其中烯烴制冷單元整合到烷 烴/烯烴分離過程中；
圖2是現(xiàn)有技術(shù)的乙烯/乙烷分離單元的示意性圖示，其特征是高 級的脫乙烷器、乙烯/乙烷分流器和乙烯制冷單元；
圖3是現(xiàn)有技術(shù)的乙烯/乙烷分離單元的示意示，其特征是傳 統(tǒng)的脫乙烷器、乙烯/乙烷分流器和乙烯制冷單元；
圖4是現(xiàn)有技術(shù)的乙烯/乙烷分離單元的示意示，其特征是脫 乙烷器、乙炔轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)和乙烯/乙烷分流器；
圖5是現(xiàn)有技術(shù)的乙烯/乙烷分離單元的示意示，其特征是脫 乙烷器、乙炔轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)、綠油洗滌塔和乙烯/乙烷分流器；
圖6a和圖6b描繪現(xiàn)有技術(shù)的丙烷/丙烯分離單元的示意性圖示， 其特征是C3分流器和分開的丙烯制冷單元；
圖7描繪一個實施例的示意性圖示，其中乙烯制冷單元已整合到相應于圖2的乙烯回收過程中，其中脫乙烷器頂部物直接供給到制冷
組，且其中來自制冷單元的乙烯液體回流到脫乙烷器；
圖8描繪一個實施例的示意性圖示，其中乙烯制冷單元已整合到 相應于圖3的乙烯回收過程中，其中脫乙烷器頂部物直接供給到乙烯/ 乙烷分流器且來自分流器的側(cè)流回流到脫乙烷器；
圖9描繪一個實施例的示意性圖示，其中在根據(jù)圖4的乙烯回收 過程中，脫乙烷器冷凝器和回流罐被移除，且其中脫乙烷器頂部物直 接供給到乙炔轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)；
圖IO描繪一個實施例的示意性圖示，其中在根據(jù)圖5的乙烯回收 過程中，脫乙烷器冷凝器和回流罐被移除，脫乙烷器頂部物直接供給 到乙炔轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)和綠油洗滌塔，且其中來自分流器的側(cè)流的部分供 給到綠油洗滌塔(且供給到脫乙烷器)；
圖11描繪一個實施例的示意性圖示，其中在相應于圖6a和圖6b 的丙烯回收過程中，丙烷/丙烯分流器與丙烯制冷單元整合，其中分流 器頂部物直接供給到制冷單元，且其中來自制冷單元的熱丙烯回流到 分流器。
以下參考列出的附圖詳細描述實施例。
具體實施例方式
在詳細解釋實施例前，應理解的是實施例不限制于特定的實施例 且它們能夠以多種方式實施或?qū)嵭小?br> 實施例將烯烴分餾柱與烯烴制冷系統(tǒng)整合以減少烴存量、所要求 的裝備和相關(guān)的成本。過程和設(shè)備將來自分餾柱的頂部烯烴流出物直 接供給到相關(guān)的制冷系統(tǒng)，因此省去 一般地與典型的分餾過程相關(guān)的 冷凝器回流罐乙烯泵。
提供實施的過程，該過程用于將具有至少一個烷烴成分和至少一 個烯烴成分的輕烴流分開。實施的過程能夠包括將輕烴流供給到分 餾柱以獲得頂部烯烴蒸氣流；供給多個烯烴制冷劑蒸氣流至'j烯烴制冷壓縮機組，其中所述多個流的 一 個包括來自分餾柱的頂部烯烴蒸氣流;
冷卻和冷凝來自烯烴制冷壓縮機組的烯烴制冷劑，以獲得液體烯烴制
冷劑；使液體烯烴制冷劑的第一部分回流到分餾柱；使用液體烯烴制 冷劑的第二部分以形成至少 一 個烯經(jīng)制冷劑蒸氣流用于供給到烯烴制 冷劑壓縮機組；和將液體烯烴制冷劑的第三部分作為烯烴產(chǎn)品流回收。
輕烴流能夠包括丙烷和丙烯，且分餾柱能夠是丙烷-丙烯分流器。 輕烴流能夠包括乙烷、乙烯和C3，且分餾柱能夠包括高級的脫乙》克器， 使得液體烯烴制冷劑的第 一 部分回流到脫乙烷器柱且另 一 部分回流i ij 乙烯-乙烷分流器。過程能夠包括將來自乙烯制冷壓縮才幾組的乙烯熱 泵送到乙烯-乙烷分流器。過程能夠包括將烯烴制冷劑的部分供給到 用于制冷的另外的制冷劑消耗器，且使得來自另外的制冷劑消耗器的 烯烴制冷劑蒸氣返回到烯烴制冷壓縮機組。
用于為包括烯烴的輕烴流脫乙烷的所實施的過程能夠包括將至 少一個輕烴流供給到脫乙烷器，所述輕烴流包括乙烯、乙烷和C3;將 來自脫乙烷器的乙烯和乙烷的側(cè)流送給到乙烯-乙烷分流器；將來自 脫乙烷器和分流器的乙烯蒸氣供給到乙烯制冷壓縮機組以形成乙烯液 體；使來自制冷組的乙烯液體的部分回流到脫乙烷器和分流器；從制 冷組回收且輸出乙烯液體的部分；從分流器回收乙烷液體；且/人脫乙 烷的底部物回收C3 + 。
過程能夠包括將來自乙烯制冷壓縮機組的乙烯熱泵送到乙烯- 乙 烷分流器。過程能夠包括將乙烯液體的部分從乙烯制冷壓縮機組供給 到附加的制冷消耗器。過程能夠包括使乙烯蒸氣從附加的制冷消耗器 返回到乙烯制冷壓縮機組。
用于為輕烴脫乙烷的所實施的設(shè)備能夠包括用于將包括乙烷和 乙烯的烴流送給到脫乙烷器的管線，用于將乙烯-乙烷側(cè)餾出物從脫 乙烷器供給到乙烯-乙烷分流器的管線，用于將乙烯蒸氣從脫乙烷器 和分流器供給到乙烯制冷壓縮機組的管線，用于使液體乙烯從制冷壓 縮機組回流到脫乙烷器和分流器的管線，用于從分流器收集液體乙烷
12的第一產(chǎn)品管線，和用于從乙烯制冷壓縮機組收集液體乙烯的第二產(chǎn) 品管線。
設(shè)備能夠進一步包括用于為分流器熱泵送來自乙烯制冷壓縮機組 的乙烯的管線。設(shè)備能夠包括將乙烯液體供給到多個制冷消耗器且將 乙烯蒸氣從制冷消耗器返回到乙烯制冷壓縮機組的管線。
提供用于將包括至少一個烷烴成分和至少一個烯烴成分的烴流分 離的實施的設(shè)備，所述設(shè)備能夠包括用于將烴流供給到分餾柱以獲
得頂部烯烴蒸氣流的裝置；用于將多個烯烴制冷劑蒸氣流供給到制冷 壓縮機組的裝置，其中所述多個流的一個包括來自分餾柱的頂部蒸氣 流；用于將來自制冷壓縮機組的蒸氣冷卻和冷凝以獲得液體制冷劑的 裝置；用于使液體烯烴制冷劑的第一部分回流到分餾柱而使用液體制 冷劑的第二部分來形成至少一個制冷劑蒸氣流以用于供給到制冷劑壓 縮機組的裝置；和用于將液體制冷劑的第三部分作為產(chǎn)品流回收的裝 置。
提供用于將高級的脫乙烷器改型以用于運行無頂部冷凝器、回流 罐或回流泵的脫乙烷器的所實施的方法，所述方法能夠包括提供接 收包括乙烷和乙烯的烴原料流以獲得頂部乙烯蒸氣流的高級的脫乙烷 器，用于乙烯蒸氣流的頂部冷凝器，以來自脫乙烷器的側(cè)餾出物供給 以獲得乙烯頂部蒸氣和乙烷底部流的乙烯-乙烷分流器；和乙烯制冷 壓縮機組，其中壓縮機組由來自分流器的乙烯頂部蒸氣流供給；安裝 管線以將頂部冷凝器旁通且從脫乙烷器將頂部乙烯蒸氣流供給到乙烯 制冷壓縮機組；和從制冷壓縮機組安裝管線以供給液體乙烯，以回流 到脫乙烷器。
在此提供用于從裂解爐流出物回收烯烴的過程的所實施的改進， 所述過程包括壓縮流出物和在脫曱烷器、脫乙烷器、脫丙烷器、脫丁 烷器、乙烯-乙烷分流器和丙烷-丙烯分流器中分餾，以獲得至少乙 烷、乙烯、丙烷和丙烯的純化流。這些所實施的改進能夠包括將至 少 一 個包括乙烯和乙烷的輕烴流供給到脫乙烷器；將乙烯和乙烷的側(cè)流從脫乙烷器送給到乙烯-乙烷分流器；將來自脫乙烷器和分流器的 乙烯蒸氣供給到乙烯制冷壓縮機組，以形成乙烯液體；和使來自制冷 組的乙烯液體的部分回流到脫乙烷器和分流器。
在此包括用于從裂解爐流出物回收烯烴的過程的所實施改進，所 述過程包括壓縮流出物和在脫曱烷器、脫乙烷器、脫丙烷器、脫丁烷 器、乙烯-乙烷分流器和丙烷-丙烯分流器中分餾，以獲得至少乙烷、 乙烯、丙烷和丙烯的純化流。所實施的改進能夠包括將至少一個包 括乙烯和乙烷的輕烴流送給到脫乙烷器以獲得乙烯-乙烷頂部蒸氣 流；將來自脫乙烷器的頂部蒸氣流供給到乙烯-乙烷分流器，以獲得 頂部乙烯蒸氣流；將乙烯蒸氣流從分流器供給到乙烯制冷壓縮機組， 以獲得乙烯液體；使乙烯液體回流到乙烯-乙烷分流器；使來自分流 器的液體側(cè)餾出物回流到脫乙烷器；和回收和輸出乙烯制冷劑的部分。
改進能夠包括為乙烯-乙烷分流器熱泵送來自乙烯制冷壓縮機組 的乙烯。改進能夠包括將乙烯液體的部分供給到用于制冷的附加的制 冷消耗器，且使乙烯蒸氣從附加的制冷消耗器返回到乙烯制冷壓縮機 組。
改進和過程能夠包括前端脫丙烷器方案，且頂部乙烷-乙烯蒸氣 流能夠從脫乙烷器直接供給到乙烯-乙烷分流器，且來自分流器的液 體側(cè)餾出物能夠被直接泵送到脫乙烷器。
改進和過程能夠包括前端高壓脫曱烷器方案，且頂部蒸氣流能夠 從脫乙烷器直接供給到乙炔轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)，通過液體積蓄罐且然后供給 到乙烯-乙烷分流器，且將液體側(cè)餾出物從分流器泵送到積蓄器且然 后從積蓄器泵送到脫乙烷器。過程能夠包括前端標準壓力脫曱烷器方 案，頂部蒸氣流能夠從脫乙烷器直接供給到乙炔轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)，通過與 分流器側(cè)餾出物的部分接觸的綠油洗滌塔，且然后供給到乙烯-乙烷 分流器，且分流器側(cè)餾出物能夠泵送到綠油洗滌塔和脫乙烷器。分流 器側(cè)餾出物的側(cè)流能夠被泵送到綠油洗滌塔且然后從綠油洗滌塔被泵 送到脫乙烷器。所實施的過程總地提供從烴原料流中烯烴和烷烴的回收。來自分 餾柱的烯烴蒸氣能夠直接供給到烯烴制冷系統(tǒng)，從而消除對于典型地 與分餾柱相關(guān)的冷凝器、回流罐和泵的需要。烯烴回收過程能夠有效 地使用在乙烯和丙烯車間內(nèi)。
多種分餾方法和設(shè)備能夠用于將爐流出物分離為其成分部分，包
括但不限制于脫曱烷器、脫乙烷器、乙烯-乙烷分離器(在后文中 稱為C2分流器)、脫丙烷器、丙烷-丙烯分離器(在后文中稱為C3 分流器)等。曱烷分離希望地以脫曱烷器進行，但能夠是溶劑吸收/ 再生單元，或任何其他能夠?qū)跬楹洼^輕的成分從烴流中分離的過程。
在多種經(jīng)餾分的分離中，制冷典型地用于促進過程。典型的制冷 系統(tǒng)能夠包括數(shù)級烯烴制冷劑(即，逐漸降低溫度的流)，用于多種 制冷過程。因此，根據(jù)所供給的原料，制冷單元典型地包括多個熱交 換器、冷卻器、壓縮機和閃蒸罐。
在爐內(nèi)或裂解過程中產(chǎn)生的烴流出物能夠典型地包括例如乙烯、 丙烯、丁二烯的烯烴，以及例如曱烷、乙烷、丙烷和丁烷的烷烴。流 出物也能夠包括較重的烴以及其他輕成分，例如氫、二氧化碳和一氧 化碳。原始流出物流的組成取決于數(shù)個不同的因素，包括但不限制于 給料類型、蒸氣含量、轉(zhuǎn)換率和爐或催化裂解器的溫度、壓力、停留 時間和禾呈,度。
參考附圖，圖1描繪一個實施例的示意性圖示，其中烯烴制冷單 元整合到烷烴/烯烴分離過程中。輕烴流10通過管線12供給到分餾過 程14。為此例的目的，輕烴流限定為包括C5和更輕烴的流。4艮據(jù)給 料，分餾過程14能夠包括脫乙烷器、脫丙烷器、乙烯-乙烷分流器、 丙烷-丙烯分流器等。分餾過程14能夠?qū)N原料分離為包括頂部烯烴 蒸氣流20的多個頂部流以及多個液體底部流21。頂部烯烴蒸氣流20 能夠供給到烯烴制冷系統(tǒng)22。
根據(jù)溫度和壓力，烯經(jīng)蒸氣流20能夠通過管線23送給到壓縮機 24內(nèi)的級，或送給到冷卻器/冷凝器26，以提供液體烯烴流，該液體
15烯烴流能夠供給到積蓄罐28。液體烯烴的部分能夠作為制冷劑通過管
線30提供用于可替代的制冷劑消耗器34，或能夠使烯烴液體的部分 通過管線32供給回流到分餾過程14中的柱。烯烴產(chǎn)品38能夠通過管 線36收集。被制冷劑消耗器34蒸發(fā)的烯烴制冷劑液體能夠返回到制 冷組22的壓縮機24以完成循環(huán)。制冷劑消耗器34能夠使用制冷劑用 于回流到分餾柱，或作為用于過程流或單元操作的加熱或冷卻的制冷 劑。烯烴制冷系統(tǒng)22能夠如希望和需要地包括多個冷凝器和壓縮機， 且這在本領(lǐng)域中已熟知。
分餾柱(例如，脫乙烷器或脫丙烷器)能夠包含多個垂直分開的 塔板、 一個或多個填料床或塔板和床的組合。蒸餾柱可以包括兩個部 分。底部部分能夠包括再沸騰器，該再沸騰器將沿柱向下流的液體的 部分加熱且蒸發(fā)，以提供沿柱向上流的汽提蒸氣(stripping vapor )。 希望地，為將包括乙烷和乙烯的原料分離，分餾柱能夠是高級的脫乙 烷器。如在此所使用，高級的脫乙烷器指其中原料被分離為頂部乙烯 流出物、乙烯/乙烷側(cè)餾出物流和包括乙烷的底部流的脫乙烷器?；旌?的側(cè)餾出物流能夠進一步在C2分流器內(nèi)分餾，以回收乙烯和乙烷，且 來自分流器的液體側(cè)餾出物能夠返回以回流到脫乙烷器。
圖7描繪一個實施例的示意性圖示，其中乙烯制冷單元已整合到 相應于圖2的乙烯回收過程中，其中脫乙烷器頂部物直接供給到制冷 組，且其中來自制冷單元的乙烯液體回流到脫乙烷器。作為例子，過 程能夠包括高級的脫乙烷器106,乙烯制冷壓縮機組134和乙烯-乙 烷分流器130。能夠包括乙烯和乙烷的烴原料102能夠通過管線104 供給到脫乙烷器106。脫乙烷器106能夠?qū)N原料分離，從而產(chǎn)生富 含乙烯的頂部蒸氣108、混合的乙烯-乙烷側(cè)流112和包括C3和較重 化合物的底部流UO。如果希望，底部流110能夠通過管線113供給 到換熱器114用于再沸騰。
頂部物108能夠供給到乙烯制冷壓縮機組134，因此消除對于例 如在圖2中示出的現(xiàn)有技術(shù)過程中的冷凝器116和回流罐118的需要。
16乙烯制冷壓縮機組134能夠包括至少一個壓縮機138、至少一個4炎熱 器冷凝器140和積蓄罐136。從罐136供給的乙烯液體通過管線153 且通過泵151泵送能夠回流到脫乙烷器106。來自罐136的液體乙烯 通過管線144供給能夠回流到乙烯-乙烷分流器130。
乙烯-乙烷分流器130能夠由來自脫乙烷器106的混合乙烯 - 乙 烷側(cè)流112供給。管線112能夠包括分流126和控制閥，以及如希望 包括換熱器128以加熱混合流。分流器130能夠產(chǎn)生大體上純的乙烯 頂部流132和大體上純的乙烷底部流146。乙烷底部流146能夠通過 管線148、 149供給到換熱器150a、 150b以使分流器1 30再沸騰。
乙烯制冷組134能夠由來自脫乙烷器頂部管線108和乙烯-乙烷 分流器頂部物132的乙烯蒸氣供給。乙烯液體能夠作為產(chǎn)品從罐136 通過管線152收集。如果希望，來自壓縮機138的乙烯蒸氣能夠通過 管線142供給作為熱源供給用于換熱器15 0a，用于使分流器底部146 再沸騰，且選擇地作為熱源供給用于側(cè)再沸騰器147。如果需要，另 外的再沸騰能夠通過換熱器150b提供。如果希望，來自制冷壓縮機組 134的乙烯液體的部分能夠輸出到另外的制冷消耗器，例如用作制冷 源。另外的制冷消耗器將乙烯蒸氣返回到制冷壓縮機組134以完成制 冷循環(huán)。
為處理更大量的乙烯，本發(fā)明能夠為制冷系統(tǒng)134使用比圖2中 示出的在現(xiàn)有技術(shù)的分離過程中典型地提供的更大的積蓄罐136，圖2 中示出的在現(xiàn)有技術(shù)的分離過程中脫乙烷器106包括冷凝器116和回 流罐118。過程的總烴存量能夠通過消除冷凝器116和回流罐118而 降低。
圖7的示例過程能夠作為改型方法應用于現(xiàn)有的高級的脫乙烷 器。選擇地，保留現(xiàn)有的裝備，頂部管線108能夠使用閥(未示出) 方便地安裝以直接連接到制冷壓縮機組134，該閥允許利用脫乙烷器 冷凝器116和回流罐118 (如果需要)。能夠安裝用于將乙烯從制冷 壓縮機組134直接供給到脫乙烷器106的第二管線153,以向脫乙烷器106回流。
脫曱烷器(和脫曱烷的前氣提器)能夠使用在脫乙烷器106的上
游， 一般地用于移除曱烷、二氧化碳和氫。脫曱烷器能夠產(chǎn)生基本上 無曱烷和較輕成分的底部產(chǎn)品，因為它們作為頂部流出物流被回收，
而C2和較重的材料作為底部產(chǎn)品被回收。
圖8描繪一個實施例的示意性圖示，其中乙烯制冷單元已整合到 相應于圖3的乙烯回收過程中，其中脫乙烷器頂部物直接供給到乙烯/ 乙烷分流器，且來自分流器的側(cè)流回流到脫乙烷器。過程能夠包括脫 乙烷器107、乙烯-乙烷分流器130和乙烯制冷壓縮機組134。輕烴原 料102能夠通過管線104供給到脫乙烷器107以獲得包括乙烷和乙烯 的頂部蒸氣流108和包括C3和較重化合物的底部流110。底部流110 能夠通過管線113供給到換熱器114用于使脫乙烷器107再沸騰。在 圖8中描繪的過程能夠在使用前端乙炔轉(zhuǎn)換器和前端脫丙烷器的過程 中在烴流(多個烴流)102、 104不含有乙炔時可應用。
頂部流108能夠供給到乙烯-乙烷分流器130以產(chǎn)生乙烯蒸氣頂 部流132和乙烷液體底部流146。乙烯頂部流132能夠在乙烯制冷壓 縮機組134壓縮機138內(nèi)被壓縮，在冷凝器140內(nèi)^皮冷卻且收集在積 蓄罐136內(nèi)。如果希望，來自壓縮機的乙烯蒸氣的部分能夠通過管線 142供給到換熱器150a用于使分流器13G再沸騰，且選擇地供纟合到側(cè) 再沸騰器147。另外的再沸騰能夠通過換熱器150b提供。能夠從分流 器130供給混合的乙烯/乙烷側(cè)流155以回流到脫乙烷器106。來自積 蓄罐136的乙烯液體能夠回流到分流器130。乙烯液體能夠從罐136 通過泵151和管線152收集。能夠從分流器130通過管線146收集乙
坑o
通過消除在圖3中的現(xiàn)有技術(shù)過程中使用的脫乙烷器冷凝器116 和回流罐118,需要增加乙烯制冷壓縮機組冷凝器140的尺寸以容納 增加的乙烯量。
圖9描繪一個實施例的示意性圖示，其中在根據(jù)圖4的乙烯回收過程中，脫乙烷器冷凝器和回流罐被去除，且其中脫乙烷器頂部物直 接供給到乙炔轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)。作為例子的過程能夠提供用于前端脫曱烷 器方案中烴原料的乙烯/乙烷分離的方法。過程能夠包括脫乙烷器104、
乙炔轉(zhuǎn)換器158和乙烯/乙烷分流器130。烴原料102能夠通過管線104 供給到脫乙烷器107以獲得包括乙炔、乙烯和乙烷的頂部蒸氣流和包 括C3和較重化合物的底部流110。脫乙烷器107能夠通過將底部流110 的部分通過管線113供給到換熱器114而再沸騰。
脫乙烷器頂部蒸氣流108能夠供給到乙炔轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)158用于去 除乙炔。轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)158流出物能夠通過可包括冷凝器161的管線160 離開，且供給到罐162。能夠在啟動期間使用冷凝器161以降低擴張 (flaring),但希望地不在穩(wěn)態(tài)運行期間使用。來自罐162的蒸氣能 夠供給到乙烯-乙烷分流器130。來自罐162的液體能夠用于通過管 線170和泵166供給而回流到脫乙烷器107。
乙烯/乙烷分流器130能夠產(chǎn)生主要包括乙烯的頂部蒸氣流132和 主要包括乙烷的底部流146。頂部蒸氣132能夠在冷凝器140內(nèi)冷凝 且送給到積蓄罐136。泵145能夠?qū)⒗淠囊蚁┩ㄟ^管線144供給以 回流到分流器130，或通過管線152供給冷凝的乙烯用于輸出。分流 器130能夠包括由管線172供給的換熱器174用于側(cè)再沸騰，且也能 夠包括通過管線148由底部流146的部分供給的換熱器150用于再沸 騰。來自分流器130的側(cè)餾出物190能夠由泵192供給到罐162。
由于從現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)計中取消脫乙烷器冷凝器116和回流罐118, 所以冷凝器140和側(cè)再沸騰器174的尺寸可增加到容納另外的乙烯和 乙烷量的尺寸。
圖10描繪一個實施例的示意性圖示，其中在根據(jù)圖5的乙烯回收 過程中，脫乙烷器冷凝器和回流罐被去除，脫乙烷器頂部物直接供給 到乙炔轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)和綠油洗滌塔，且其中來自分流器的側(cè)流的部分供 給到綠油洗滌塔(且供給到脫乙烷器)。此示例過程能夠包括脫乙烷 器107、乙炔轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)158、綠油洗滌塔175和乙烯/乙烷分流器130。包括乙炔、乙烯和乙烷的烴原料102能夠通過管線104供給到脫乙烷 器107,從而產(chǎn)生包括乙炔、乙烯和乙烷的頂部流出物108以及包括 C3和較重化合物的底部流110。底部流110能夠通過管線113送給到 換熱器114用于使脫乙烷器107再沸騰。包括C3和較重化合物的底部 流能夠送給到脫丙烷器或輸出。
脫乙烷器頂部蒸氣108能夠供給到乙炔轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)158,從而降 低頂部流出物的乙炔濃度，且能夠通過管線160供給到冷凝器161， 所述冷凝器161能夠在啟動時使用以降低擴張。與在本發(fā)明的此實施 例中已消除的現(xiàn)有技術(shù)的頂部冷凝器116相比，冷凝器161能夠相對 小。流出物能夠供給到綠油洗滌塔175，從而產(chǎn)生頂部蒸氣，所述頂 部蒸氣通過管線176供給到乙烯/乙烷分流器130。洗滌塔底部物通過 管線182和泵184供給到脫乙烷器106。
分流器130能夠產(chǎn)生主要包括乙烯的頂部流出物132,該頂部流 出物132能夠供給到冷凝器140和積蓄罐136。分流器130能夠產(chǎn)生 主要包括乙烷的底部流146,該底部流146能夠通過管線148供給到 換熱器150用于使分流器130再沸騰。來自積蓄罐136的乙烯液體通 過管線144供給(如果希望則在冷卻后)能夠回流到分流器130。液 體乙烯能夠作為產(chǎn)品通過管線152收集，且液體乙烷能夠作為產(chǎn)品通 過管線146收集。分流器13Q能夠包括側(cè)再沸騰器，所述側(cè)再沸騰器 包括管線172和交換器174。分流器130能夠供給側(cè)餾出物178以回 流到綠油洗滌塔175。側(cè)餾出物178的部分能夠通過管線183直接供 給以回流到脫乙烷器107。
為容納附加量的乙烯，分流器冷凝器140和分流器側(cè)再沸騰器174 能夠在尺寸上增加。類似地，綠油洗滌塔泵180和184能夠在尺寸上 增加以補償對于圖4中現(xiàn)有技術(shù)過程中存在的回流泵120的消除。
圖11描繪一個實施例的示意性圖示，其中在相應于圖6a和圖6b 的丙烯回收過程中，丙烷/丙烯分流器與丙烯制冷單元整合，其中分 流器頂部物直接供給到制冷單元，且其中來自制冷單元的熱丙烯回流
20到分流器。此示例過程能夠包括C3分餾柱206和丙烯制冷劑壓縮^L組
231。
包括丙烷和丙烯的烴原料202通過管線204供給到丙烯-丙烷分 流器206，該分流器206能夠產(chǎn)生主要包括丙烯的頂部流208和主要 包括丙烷的底部流210。丙歸頂部蒸氣208能夠從丙烯-丙烷分流器 206供給到制冷組231。根據(jù)壓力和溫度，丙烯蒸氣流208能夠通過管 線239送給到壓縮機238內(nèi)的級。頂部蒸氣208能夠利用冷凝器240 冷凝且供給到罐236。罐236能夠?qū)⒁后w丙烯冷卻劑通過管線244供 給到相關(guān)的制冷劑消耗器243。相關(guān)的丙烯消耗器24 3將丙烯制冷劑 通過管線2 32供給到制冷劑組的壓縮機2 38。來自積蓄罐236的丙烯 通過管線246和泵248供給能夠回流到分流器206。丙烯產(chǎn)品能夠通 過管線25 0從管線246收集。將丙烯制冷劑組231整合到丙烯回收過 程消除在圖5的現(xiàn)有技術(shù)過程中對分流器冷凝器216和回流罐218的 需要。為將增加的量的丙烯容納到制冷系統(tǒng)231中，制冷冷凝器240 能夠在容量上增加。
雖然這些實施例已著重于實施例描述，但應理解的是，在所附的 權(quán)利要求的范圍內(nèi)，實施例可以不同于在此的具體描述而實行。
權(quán)利要求
1、一種用于分離包括至少一個烷烴成分和至少一個烯烴成分的輕烴流的過程，包括將所述輕烴流供給到分餾柱以獲得頂部烯烴蒸氣流；供給多個烯烴制冷劑蒸氣流到烯烴制冷壓縮機組，其中所述多個流的一個包括來自所述分餾柱的所述頂部烯烴蒸氣流；冷卻和冷凝來自所述烯烴制冷壓縮機組的烯烴制冷劑，以獲得液體烯烴制冷劑；使所述液體烯烴制冷劑的第一部分回流到所述分餾柱；使用所述液體烯烴制冷劑的第二部分以形成至少一個烯烴制冷劑蒸氣流，用于供給到所述烯烴制冷劑壓縮機組；和將所述液體烯烴制冷劑的第三部分作為烯烴產(chǎn)品流回收。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的過程，其中所述輕烴流包括丙烷和丙烯， 且所述分餾柱是丙烷-丙烯分流器。
3 、根據(jù)權(quán)利要求1所述的過程，其中所述輕烴流包括乙烷和乙烯， 且所述分餾柱包括高級的脫乙烷器，使得液體烯烴冷卻劑的所述第一 部分回流到脫乙烷器柱且回流到乙烯-乙烷分流器。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的過程，進一步包括將來自所述乙烯制冷 壓縮機組的乙烯熱泵送到所述乙烯-乙烷分流器。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的過程，進一步包括將所述烯烴制冷劑的 部分供給到用于加熱和膨脹的附加的制冷劑消耗器，且使得來自所述 附加的制冷劑消耗器的晞烴制冷劑蒸氣返回到所述烯烴制冷壓縮機 組。
6、 一種用于為包括烯烴的輕烴流脫乙烷的過程，包括 將包括乙烯和乙烷的至少 一 個輕烴流供給到脫乙烷器；將來自所述脫乙烷器的乙烯和乙烷的側(cè)流送給到乙烯-乙烷分流器；將來自所述脫乙烷器和分流器的乙烯蒸氣供給到乙烯制冷壓縮機 組以形成乙烯液體；使來自所述制冷組的所述乙烯液體的部分回流到所述脫乙烷器和 分流器；從所述制冷組回收且輸出所述乙烯液體的部分；和從所述分流器回收乙烷液體。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的過程，進一步包括將來自所述乙烯制冷 壓縮機組的乙烯熱泵送到所述乙烯-乙烷分流器。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的過程，進一步包括將所述乙烯液體的部 分從所述乙烯制冷壓縮機組供給到附加的制冷消耗器。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的過程，進一步包括使乙烯蒸氣從所述附 加的制冷消耗器返回到所述乙烯制冷壓縮機組。
10、 一種用于為包括烯烴的輕烴脫乙烷的設(shè)備，該設(shè)備包括 用于將包括乙烷和乙烯的烴流送給到脫乙烷器的管線；用于將乙烯-乙烷側(cè)餾出物從所述脫乙烷器供給到乙烯-乙烷分 流器的管線；用于將乙烯蒸氣從所述脫乙烷器和所述分流器供給到乙烯制冷壓 縮機組的管線；用于使液體乙烯從所述制冷壓縮機組回流到所述脫乙烷器和分流 器的管線；用于從所述分流器收集液體乙烷的第一產(chǎn)品管線；和用于從所述乙烯制冷壓縮機組收集液體乙烯的第二產(chǎn)品管線。
11、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，進一步包括用于將來自所述乙 烯制冷壓縮機組的乙烯熱泵送到所述分流器的管線。
12、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，進一步包括用于將乙烯液體 供給到多個用于加熱制冷的制冷消耗器的管線，和用于使乙烯蒸氣從 所述制冷消耗器返回到所述乙烯制冷壓縮機組的管線。
13、 一種用于將高級的脫乙烷器改型以用于運行無頂部冷凝器、 回流罐或回流泵的脫乙烷器的方法，所述方法包括如下步驟提供接收包括乙烷和乙烯的烴原料流以獲得頂部乙烯蒸氣流的高 級的脫乙烷器，用于冷卻所述乙烯蒸氣流的頂部冷凝器；由來自所述 脫乙烷器的側(cè)餾出物供給以獲得乙烯頂部蒸氣和乙烷底部流的乙烯-乙烷分流器，和乙烯制冷壓縮機組，其中所述壓縮機組由來自所述分 流器的所述乙烯頂部蒸氣流供給；安裝管線以將所述頂部冷凝器旁通且從所述脫乙烷器將所述頂部乙烯蒸氣流供給到所述乙烯制冷壓縮機組；和從所述制冷壓縮機組安裝管線以供給液體乙烯以回流到所述脫乙 烷器。
14、 在一種用于從裂解爐流出物回收烯烴的過程中，所述過程包括壓縮所述流出物和在脫曱烷器、脫乙烷器、脫丙烷器、脫丁烷器、 乙烯-乙烷分流器和丙烷-丙烯分流器中分餾，以獲得至少乙烷、乙烯、丙烷和丙烯的純化流，所述改進包括將至少 一 個包括乙烯和乙烷的輕烴流供給到所述脫乙烷器；將乙烯和乙烷的側(cè)流從所述脫乙烷器送給到所述乙烯-乙烷分流器；將來自所述脫乙烷器和分流器的乙烯蒸氣供給到乙烯制冷壓縮機 組，以形成乙蹄液體；和使來自所述制冷組的乙烯液體的部分回流到所述脫乙烷器和分流器。
15、 在一種用于從裂解爐流出物回收烯烴的過程中，所述過程包 括壓縮所述流出物和在脫曱烷器、脫乙烷器、脫丙烷器、脫丁烷器、 乙烯-乙烷分流器和丙烷-丙烯分流器中分餾，以獲得至少乙烷、乙 烯、丙烷和丙烯的純化流，所述改進包括將至少一個包括乙烯和乙烷的輕烴流送給到所述脫乙烷器，以獲 得乙烯-乙烷頂部蒸氣流；將來自所述脫乙烷器的所述頂部蒸氣流供給到所述乙烯-乙烷分 流器，以獲得頂部乙烯蒸氣流；將所述乙烯蒸氣流從所述分流器供給到乙烯制冷壓縮機組，以獲 得乙烯液體；使所述乙烯液體回流到所述乙烯-乙烷分流器；使來自所述分流器的液體側(cè)餾出物回流到所述脫乙烷器；和回收和輸出所述乙烯制冷劑的部分。
16、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的改進，進一步包括將來自所述乙烯制 冷壓縮機組的乙烯熱泵送到所述乙烯-乙烷分流器。
17、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的改進，進一步包括將所述乙蹄液體的 部分供給到用于制冷的附加的制冷消耗器，和使乙烯蒸氣從所述附加的制冷消耗器返回到所述乙烯制冷壓縮機組。
18、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的改進，其中所述過程包括前端高壓脫曱烷器方案，其中所述頂部蒸氣流從所述脫乙烷器直接供給到乙炔轉(zhuǎn) 換器，通過罐且然后供給到所述乙烯-乙烷分流器，且其中將所述液 體側(cè)餾出物從所述分流器泵送到所述積蓄器且然后從所述積蓄器泵送 到所述脫乙烷器。
19、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的改進，其中所述過程包括前端標準壓 力脫甲烷器方案，其中所述頂部蒸氣流從所述脫乙烷器直接供給到乙 炔轉(zhuǎn)換器，通過與所述分流器側(cè)餾出物的部分接觸的綠油洗滌塔，且 然后供給到所述乙烯-乙烷分流器，且其中所述分流器側(cè)餾出物被泵 送到所述綠油洗滌塔和所述脫乙烷器。
20、 根據(jù)權(quán)利要求20所述的改進，其中將所述分流器側(cè)餾出物的 側(cè)流泵送S"所述綠油洗滌塔且然后從所述綠油洗滌塔泵送到所述脫乙 坑器。
21、 一種用于分離包括至少一個烷烴成分和至少一個烯烴成分的 輕烴流的設(shè)備，包括用于將所述輕烴流供給到分餾柱的裝置，以獲得頂部烯烴蒸氣流； 用于將多個烯烴制冷劑蒸氣流供給到烯烴制冷壓縮機組的裝置， 其中所述多個流的一個包括來自所述分餾柱的所述頂部烯烴蒸氣流； 用于冷卻和冷凝來自所述烯烴制冷壓縮機組的烯烴制冷劑的裝置，以獲得液體烯烴制冷劑；用于使所述液體烯烴制冷劑的第 一 部分回流到所述分餾柱的裝置；用于膨脹和加熱所述液體烯烴制冷劑的第二部分的裝置，以形成 至少 一 個烯烴制冷劑蒸氣流以用于供給到所述烯烴制冷劑壓縮機組；和用于將所述液體烯烴制冷劑的第三部分作為烯烴產(chǎn)品流回收的裝置。
全文摘要
用于將分餾過程和烯烴制冷系統(tǒng)整合的方法和設(shè)備能夠省去典型地存在的分餾過程冷凝器和回流罐，其中將分餾過程烯烴流出物供給到制冷系統(tǒng)。能夠從分餾過程收集多個底部流。烯烴制冷劑能夠如希望地供給到可替代的烯烴制冷劑消耗器。分餾過程中來自制冷系統(tǒng)的烯烴流能夠回流到柱，且烯烴產(chǎn)品能夠通過管線收集或輸出。
文檔編號F25J3/00GK101558276SQ200780046511
公開日2009年10月14日 申請日期2007年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月16日
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