采用高温脱甲烷方法生产乙烯技术

本发明专利技术涉及从加压混合型含乙烯原料气（４）生产二级富乙烯产品气流（１０）的方法，该原料气是整个烯烃回收和分离装置中所包含的一个分馏塔的顶部物料流，该蒸馏塔在一定条件进行操作生产出顶部物料流（１５），从后者能够回收一级富乙烯产品气流（２０）。该方法不需要低温分馏和／或不需要循环解吸油吸收材料。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本申请要求了1996年12月31日提交的US临时专利申请号60/034,240和60/033,948的优先权。本专利技术的领域本专利技术涉及通过使用来自一些乙烯产生/制备技术中的烯烃、脂族烃、烃、一氧化碳和其它组分的加压原料气来生产富含乙烯产品气流的方法，后者适合用于制造含乙烯的衍生物产品。本专利技术的技术背景乙烯就生产体积、销售总收入和衍生物品种的数目而言是主导石油化学品。1995年全世界乙烯产量被估计是76百万吨/年，预计每年以大约3％的速率增长，而且为满足这一增长需求，需要在新的生产装置中投入大量的资金。$440/吨的销售价格平均值意味着全世界乙烯交易金额超过$300亿/年。乙烯的最终和中间使用包括塑料、树脂和纤维的生产，以及其它产品。在乙烯销售或使用之前，有必要使用从有价值的富乙烯产品气流中回收乙烯组分的方法，方法是将乙烯与无数其它组分(包括甲烷、乙烷、氢和一氧化碳等)分离，所有这些组分被发现存在于从另一种不同的烯烃产生/制备过程获得的单股气流中。目前，有价值的富乙烯产品气流一般由本
中熟练人员定义为具有高于约95wt％乙烯的气流，含有各自比例低于约2000(摩尔)ppm的基本惰性组分如甲烷和乙烷以及各自比例低于约20(摩尔)ppm的潜在反应活性组分如氢、一氧化碳、二氧化碳、丙烯和类似物。这一定义是由使用富乙烯产品气流的各种演变方法的性质决定的，各自会遇到与各种非乙烯组分在气流中的含量有关的各种程度的不利工艺操作条件和经济冲击。此类物料下面被称作一级富乙烯产品气流。产生一级富乙烯产品气流(来自由烯烃产生/制备过程中所接收的各种组分)的回收和分离方法占据了大部分的乙烯制造所需要的总投资和能量使用量。这反映出，为调控从烯烃产生/制备过程接收的乙烯和其它组分的低正常沸点和低相对挥发性所需要的技术将存在一些困难。此外，本
中熟练人员将会认识到，投资收回和能量使用量一般是乙烯制造总成本中两笔最大的花费项目。因此，通过回收和分离来制备一级富乙烯产品气流的方法是乙烯制造的经济上可行性的一个基本因素。回收和分离在多组分气流中存在的乙烯的方法已经在十九世纪四十年代为人们所考虑，那时开发出第一种实际可行的、大规模的烃热解的烯烃产生技术(也称作蒸汽裂解)并投入工业应用中。这一烯烃产生技术，现基本上为成熟技术，目前在利用许多种不同烃原料的工业上处于主宰地位。同时，有潜在工业价值的产生烯烃的其它方法是比如向烯烃工艺中引入甲醇，如US-A-4 499 327中所述，并且现在已由UOP给予工业实施许可。如表1中所示，工业上重要的烯烃产生技术一般在具有所需乙烯含量的混合物中产生不同量的各种副产组分。表1各种烯烃产生技术的典型组分分布 注(1)参见Howe-Grant，M.编，化学技术大全(Encyclopedia ofChemical Technology)，第四版，9卷，880页(1994)(2)参见Nirula，S.C.，甲烷中的乙烯，Stanford ResearchInstitute International Process Economics Program Report No.208，page 4-2(1994)这一混合物一般不适合进一步工业应用，因此需要回收和分离方法。应该指出的是，这是附图说明图1中没有给出的许多其它烯烃产生技术以及来自这些技术的混合物的掺混物的情况，一个工业中重要的实例是在各种精炼工艺中产生的尾气混合物与蒸汽裂解工艺中产生的混合物掺混。而且，该混合物可以是由烯烃产生方法所产生的那些气流和来自乙烯制造或乙烯衍生物制造装置的其它部分的循环气流的掺混物，并含有除表1中所列以外的组分。除了由烯烃产生技术或这些技术的组合在混合气流中产生乙烯和副产组分，目前与乙烯制造有关的常识涉及进一步制备该气流以引入到随后的回收和分离方法中。这可包括，在各种实施方案和段落中，从烯烃产生反应的条件冷却该气流的作用是在接近环境条件下进行的，将正常的气态混合气流加压到常常在200-600psia之间的压力，除去在烯烃产生步骤中使用或产生的几乎所有的水、二氧化碳和硫化合物，在各种压力下从混合气流中除去各种正常液态组分。因此，上述步骤的结合，即烯烃产生和烯烃制备的那些结合，都可以使用，这里被称作烯烃产生/烯烃制备方法。本
中熟练人员将会认识到，使用烯烃产生/制备方法的结果是已知为“原料气”的气流的生产，如此命名是因为它既是投入该方法所用大型、高花费的压缩机中而又从中排出的混合组分气态进料，又是投入到随后回收和分离方法中的混合组分气态进料。后一种气流在下面被称作加压混合型含烯烃的原料气。虽然从加压混合型含烯烃原料气中回收和分离乙烯的方法是已知的，乙烯和其它组分的低正常沸点需要使用超低温蒸汽-液体闪蒸和分馏技术，为的是以高收率回收在一级富乙烯产品气流中存在的乙烯分子，从而使乙烯制造具备经济实用性。在这些方法中需要高花费的是用于从低沸点组分如氢、一氧化碳和甲烷中分离出乙烯的设备。在目前的技术状态下，在工业中占优势地位的、操作温度在约-60-215°F下的乙烯回收和分离方法典型用于某些设备中，其中需要特殊的冶金和制冷系统来支持，这占据了大部分的乙烯制造中的总投资和能量消耗。这些对于本
中那些熟练人员来说已知为冷却机列(chilltrain)和脱甲烷器塔，而且本质上专用(substantially dedicated)的制冷系统需要这些设备在规定的低温下操作，在制冷剂当中，通常使用乙烯作为制冷剂但有时候使用甲烷和使用各种轻质烃的混合物作为制冷剂。在生产富含乙烯产品气流的回收和分离方法中也会见到的是脱乙烷器和C2分离装置分馏塔，和反应器，以根绝乙炔和二烯烃的存在，连同换热器、泵和其它支持设备。使用-60-215°F范围内的温度从甲烷和低沸点组分中回收和分离乙烯的不太常用的方法是在脱甲烷器塔中使用组合的吸收和分馏技术，现有技术中已知为吸收-脱甲烷器。在该技术中，大体积量的沸点比乙烯高的基本不含乙烯的物料(称作解吸油)在约-20--50°F的液态下，在给料盘(通常为冷凝器鼓或顶塔板)上方引入到吸收-脱甲烷器中。占绝对量的解吸油在所有组分达到总体汽-液平衡的汽相中提供了这些分子的凝集汽(bulk)，因此迫使乙烯的凝集汽进入液相中，有效地加以吸收。甲烷和更具挥发性的低沸点组分趋向于保留在汽相中，因此在吸收-脱甲烷塔中经历多个塔板的过程中，乙烯作为解吸油被分离出来，而被吸收的乙烯向塔底流动，甲烷和低沸点组分向塔顶流动。吸收-脱甲烷器所具有的潜在优点在于，需要在低于-55°F的温度下操作的冷却机列、本质上专用的制冷系统和一些特殊的冶金术都不需要使用。然而，对于大多数类型的加压混合型含烯烃的原料气，这些优点被高温制冷负荷、能量消耗和用于调节吸收-脱甲烷器内乙烯吸收在解吸油中所释放出的热量的冷却设备的更高花费所抵消。此外，随后在从所需要的乙烯和其它副产组分中分离出大体积量的解吸油的整个回收和分离方法中，在蒸馏塔中需要附加的尺寸和能量消耗。关于代表性例子，参见授权于Mehra等人的US-A-5 019 143。在乙烯回收和分离方法的
中先进技术是非蒸馏和非低温的技术，尤其用于分离从非烯烃中分离烯烃的技术。一个实际例子是化本文档来自技高网...

【技术保护点】
从加压混合型含乙烯原料生产二级富乙烯产品气流的方法，该原料气是整个烯烃回收和分离装置中所包含的一个分馏塔的顶部物料流，该蒸馏塔所处于的条件足以产生剩余的底部物料流，后者含有一些存在于原料气中的乙烯而且最终从该底部物料流中回收一级乙烯富乙烯产品气流。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：KH库克勒，DR小拉姆盖尔，
申请(专利权)人：埃克森美孚化学专利公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]