DE2505689A1

DE2505689A1 - Ethylene recovery from gas mixt. - with separation of part of hydrocarbons contg. over three carbon atoms before methane sepn.

Info

Publication number: DE2505689A1
Application number: DE19752505689
Authority: DE
Inventors: Robert Schuster
Original assignee: Linde GmbH
Current assignee: Linde GmbH
Priority date: 1975-02-11
Filing date: 1975-02-11
Publication date: 1976-08-19
Also published as: IT1055146B; DE2505689B2

Abstract

C2H4 recovery from a crude gas mixt. contg. hydrocarbons other than C2H4 takes place by compressing the crude gas mixt., cooling, separation, in several steps, into a 3+C hydrocarbon fraction, a CH4 and a 2C hydrocarbon fraction, and C2H4 separation from 2C hydrocarbon fraction. In new process, only part of 3+C hydrocarbons is separated before CH4 separation from crude gas mixt. in a pre-separation is separated in a further separation column, into a 3+C hydrocarbon fraction and a 2C hydrocarbon fraction. (i) Cooling requirement of process can be reduced by 32%. Head cooling temp. in both columns for 3+C hydrocarbons may be -20 degrees C (compared with -40 degrees C for temp. required in sharp separation of 3+C hydrocarbon fraction before CH4 separation), resulting in an 8% saving in energy requirement. (ii) Column for separating the last part of the 3+C hydrocarbons is arranged in shunt of process and is fed only with CH4 column sump fraction.

Description

Verfahren zur Gewinnung von #ethylen aus einem Rohgasgemisch, welches neben Athylen weitere Kohlenwasserstoffe enthält. Process for the production of #ethylene from a raw gas mixture, which contains other hydrocarbons in addition to ethylene.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Äthylen aus einem Rohgasgemisch, welches neben ethylen weitere Kohlenwasserstoffe enthält, bei dem das Rohgasgemisch verdichtet, gekühlt und in mehreren Zerlegungsstufen in Fraktionen, die aus Kohlenwasserstoffen mit drei und mehr Kohlenstoffatomen, aus Methan und aus Kohlenwasserstoffen mit zwei Kohlenstoffatomen bestehen, zerlegt wird und bei dem aus der Fraktion aus den Kohlenwasserstoffen mit zwei Kohlenstoffatomen das Xthylen abgetrennt wird. The invention relates to a process for the production of ethylene from a raw gas mixture which contains other hydrocarbons in addition to ethylene where the raw gas mixture is compressed, cooled and divided into fractions in several stages, those made from hydrocarbons with three or more carbon atoms, from methane and consist of hydrocarbons with two carbon atoms, is decomposed and at that from the fraction of hydrocarbons with two carbon atoms that Xethylene is separated.

Die Herstellung von Äthylen erfolgt durch thermische Spaltung von Kohlenwasserstoffgemischen, wie z.B. Naphta, in einem Spaltoren. Hierbei wird das bei der Spaltung anfallende Spaltgas. The production of ethylene takes place by thermal cleavage of Mixtures of hydrocarbons, such as naphtha, in a cracking gate. Here is the fission gas produced during the fission.

welches neben ethylen noch eine Vielzahl weiterer Kohlenwasserstoffe enthalt, zunächst zur Vermeidung unerwünschte SekundHrreaktionen gequencht. Anschließend werden aus dem Spaltgas höhere, im Ö1- und Benzinbereich liegende Kohlenwasserstoffe abgetrennt.which in addition to ethylene also contains a large number of other hydrocarbons contains, initially quenched to avoid unwanted secondary reactions. Afterward the cracked gas turns into higher hydrocarbons, which are in the oil and gasoline range severed.

Das restliche Spaltgas wird nunmehr stufenweise auf einen Druck von ca. 32 ata verdichtet. Nach Jeder Verdichtungsstufe erfolgt eine Zwischenktihlung, um die Bildung von unerwünschten Polymeren zu verhindern. Außerdem wird das Spaltgas im Zuge der Verdichtung, z.B. durch eine Alkazid- und eine nachgeschaltete NaOH-WKsche, noch von Verunreinigungen, wie H2S und CO2, befreit und anschliessend getrocknet.The remaining cracked gas is now gradually increased to a pressure of approx. 32 ata compressed. Intermediate cooling takes place after each compression stage, to prevent the formation of undesirable polymers. In addition, the cracked gas in the course of the compression, e.g. by an alkazide and a downstream NaOH WKsche, still freed from impurities such as H2S and CO2 and then dried.

Das gereinigte und getrocknete Spaltgas, das nunmehr im wesentlichen nur noch aus Methan, Kohlenwasserstoffen mit zwei Kohlenstoffatomen, wie Xthan, Ethylen und Acetylen, sowie Kohlenwasserstoffen mit drei und mehr Kohlenstoffatomen besteht, wird nunmehr als Rohgasgemisch dem Tieftemperaturteil derAnlage zugeführt und nach erfolgter KUhlung zunEchst in einer Fraktion aus Kohlenwasserstoffen mit drei und mehr Kohlenstoffatomen (im folgenden C3+- Fraktion genannt) und in eine Fraktion aus Kohlenwasserstoffen mit einem und zwei Kohlenstoffatomen (im folgenden Os Fraktion genannt) zerlegt. Diese Zerlegung des Rohgasgemisches in eine ei und eine C3+ -Fraktion erfolgt in einer einzigen Zerlegungssäule, die im Hauptanschluß des Verfahrens angeordnet ist. The cleaned and dried cracked gas, which is now essentially only from methane, hydrocarbons with two carbon atoms, such as xthane, Ethylene and acetylene, as well as hydrocarbons with three or more carbon atoms exists, is now fed as a raw gas mixture to the low-temperature part of the system and after cooling, first in a fraction of hydrocarbons three or more carbon atoms (hereinafter referred to as the C3 + fraction) and into one fraction from hydrocarbons with one and two carbon atoms (in the following called Os fraction) dismantled. This decomposition of the raw gas mixture into an egg and a C3 + fraction takes place in a single separation column, the is arranged in the main connection of the process.

Die im Kopf dieser Säule anfallende C2 Fraktion wird nunmehr zunächst einer Hydrierstufe zugeführt, in-der das Acetylen unter Zufuhr von Wasserstoff zu ethan hydriert wird, und dann in einer weiteren Säule, der sogenannten MethansSule, in eine im wesentlichen aus Methan bestehende Fraktion und in eine Fraktion aus Kohlenwasserstoffen mit zwei Kohlenstoffatomen (im folgenden C2-Fraktion genannt) zerlegt. In einer letzten Säule, der sogenannten Äthylensäule,wird die C2- Fraktion daraurhin in Xthylen und Äthan zerlegt. The C2 fraction in the head of this column is now initially fed to a hydrogenation stage in which the acetylene is added with the addition of hydrogen ethane is hydrogenated, and then in another column, the so-called methane column, into a fraction consisting essentially of methane and into a fraction of Hydrocarbons with two carbon atoms (hereinafter referred to as the C2 fraction) disassembled. The C2 fraction is in a last column, the so-called ethylene column then broken down into ethylene and ethane.

Bei diesem bekannten Verfahren erfolgt eine sehr scharfe Trennung des Rohgasgemisehes in einet und eine 3+ Fraktion unmittelbar im AnschluB an dessen Verdichtung und Kühlung. Dies erfordert jedoch eine starke KopfkUhlung der entsprechenden Säule, wodurch sich ein hoher KSltebedarf auf relativ niedrigem Temperaturniveau von etwa -40°C ergibt. Der Energiebedarf des bekannten Verfahrens ist somit nachteilig hoch.- Der erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein nergiegünstigeres Verfahren zur Gewinnung von äthylen aus einem Rohgasgemisch, welches neben ethylen noch weitere Kohlenasserstoffe enthält, zu entwickeln. In this known method there is a very sharp separation of the Rohgasgemisehes in one and a 3+ fraction immediately after it Compression and cooling. However, this requires a strong head cooling of the corresponding Column, which results in a high demand for cooling at a relatively low temperature level of about -40 ° C. The energy requirement of the known method is therefore disadvantageous high.- The invention is based on the task of creating a more energy-efficient Process for the production of ethylene from a raw gas mixture, which in addition to ethylene still contains other carbons.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, aß vor der Methanabtrennung aus dem Rohgasgemisch in einer Vorzerlegungssäule nur ein Teil der Kohlenwasserstoffe mit drei und mehr Kohlenstoffatomen abgetrennt wird und daß die bei der anschließenden Methanabtrennung anfallende Fraktion aus Kohlenasserstoffen mit 2, 3 und mehr Kohlenstoffatomen in einer weiteren Zerlegungssäule in eine Fraktion aus Kohlenwasserstoffen mit 2 Kohlenstoffatomen und einer Fraktion aus Kohlenwasserstoffen mit 3 und mehr Kohlenstoffatomen zerlegt wird. According to the invention, this object is achieved by eating before the methane separation only part of the hydrocarbons from the raw gas mixture in a pre-separation column with three or more carbon atoms is separated and that the subsequent Methane separation resulting fraction from hydrocarbons with 2, 3 and more carbon atoms in a further separation column into a fraction of hydrocarbons with 2 Carbon atoms and a fraction of hydrocarbons with 3 or more carbon atoms is dismantled.

Der wesentliche Errindungsgedanke liegt darin, nicht wie beim Stand der Technik eine scharfe Zerlegung des ohgasgemisches in eine C3+- und eine C2--Fraktion bereits vor der Abtrennung des Methans in einer einzigen Säule vorzunehmen, sondern die Abtrennung der im Rohgasgemisoh enthaltenen 0 -Kohlen-3+ wasserstoffe in zwei Sturen vorzunehmen. Hierbei wird in einer ersten Zerlegungssäule, z.B. in einer mit Wasserdampf beheizten trippsäule, zunächst einmal ein Teil der 03+-Kohlenwasserstoffe, die im Sumpf dieser Säule anfallen, abgetrennt. Diese Abtrennung erfolg' jedoch relativ unscharf mi t, der Folger daß im Kopfprodukt der Säule immer noch Teile von C34+- Kohlenwasserstoffen enthalten sind. Dies hat zur Folge, daß der Kältebedarf dieser Säule relativ niedrig ist. Außerdem kann das Temperaturniveau der Kopfkühlung der Vorzerlegunssäule wesentlich höher gelegt werden, nämlich auf etwa -200C, während bei der scharfen Zerlegung beim Stand der Technik eine Kopfkühlung auf immerhin etwa 40°C erforderlich ist. The essential idea of inventing lies in this, not like in the case of the state technology, a sharp breakdown of the ohgas mixture into a C3 + - and a C2 - fraction to be carried out in a single column before the methane is separated off, rather the separation of the 0 -carbons-3 + hydrogen contained in the raw gas mixture into two To make stubborns. Here, in a first decomposition column, e.g. in a steam-heated tripple column, first of all a part of the 03 + -hydrocarbons, the incurred in the bottom of this column, separated. However, this separation was relatively successful blurred with, the consequence that in the top product of the column there are still parts of C34 + - Hydrocarbons are included. This has the consequence that the cooling requirement of this Column is relatively low. In addition, the temperature level of the head cooling of the Pre-decomposition column are placed much higher, namely to about -200C, while head cooling at least in the case of the sharp dissection in the prior art about 40 ° C is required.

Das noch mit C3+-Kohlenwasserstoffen angereicherte Kopfprodukt der Vorzerlegungssäule wird nunmehr einer Hydrierstufe zur Umwandlung von Acetylen in ethan zugefUhrt, dann erneut gekühlt und in eine zweite Zerlegungssäule zur Abtrennung des im Tohgasgemisch enthaltenen Methans eingespeist. Im Sumpf dieser Methansäule fällt nun eine Fraktion an, die neben den C2-Kohlenwasserstoffen auch noch 0 3+-Kohlenwasserstoffe enthält. The top product of the still enriched with C3 + hydrocarbons Pre-separation column is now a hydrogenation stage for converting acetylene into ethane fed, then cooled again and passed into a second separation column for separation of the methane contained in the raw gas mixture. In the sump of this methane column A fraction now accumulates which, in addition to the C2 hydrocarbons, also contains 0 3+ hydrocarbons contains.

Diese flüssige Fraktion wird erfindungsgemäß jetzt auf den Druck einer weiteren Zerlegungssäule gepumpt und in der zweiten Stufe des erfindungsgemäßen Verfahrens in dieser in eine als Kopfprodukt anfallende C2-Fraktion und einer als Sumpfprodukt anfallendem C3+Fraktion zerlegt. Hierzu ist lediglich eine Kopfkühlung auf etwa -200C erforderlich. Die als Kopfprodukt anfallende C2-Frakton, die nur noch aus Äthylen und ethan besteht, wird dann in einer letzten säule in Äthylen, das als Kopfprodukt, und Methan, das als Sumpfprodukt anfällt, zerlegt.This liquid fraction is now according to the invention at the pressure of a pumped further decomposition column and in the second stage of the invention Process in this in a resulting as head product C2 fraction and a Bottom product accumulating C3 + fraction decomposed. All that is needed is head cooling required to around -200C. The top product C2 fracton, which consists only of ethylene and ethane, is then in a last column in Ethylene, which is the top product, and methane, which is the bottom product, are broken down.

Es hat sich gezeigt, daß sich durch die erfindungsgemäße Aufteilung der 03+ -Abtrennung auf zwei Stufen, von denen die ein der Methansäule vor- und die andere der MethansSule nachgeschaltet ist, der KSltebedarf des Verfahrens sehr erheblich, und zwar um etwa 32 ,A, verringern läßt. Hinzu kommt, daß in beiden Säulen, in denen 0 -Kohlenwasserstoffe abgetrennt 3+ werden, eine Kopfkiühlung auf lediglich etwa -200C erforderlich ist. Die errechnete Energieeinsparung beträgt demzufolge etwa 8 % des Gesamtenergiebedarfs. It has been shown that the division according to the invention the 03+ separation in two stages, one of which is in front of the methane column and the other is downstream of the methane column, the need for the process is very high can be reduced considerably, namely by about 32, A. In addition, in both pillars, in which 0 -hydrocarbons are separated 3+, a head cooling to only around -200C is required. The calculated energy saving is accordingly about 8% of the total energy requirement.

Als weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens kommt hinzu, daß nunmehr die Säule, in der der letzte-Teil der 0 -Kohlenwasserstoffe aus dem Rohgasgemisch abgetrennt wird, 3+ nicht im Hauptschluß, sondern im Nebenschluß des Verfahrens angeordnet ist, d.h., daß in diese Säule nicht die Gesamtmenge des zu verarbeitenden Rohgasgemisches, sondern lediglich die im Sumpf der Methansäule anfallende Teilmenge eingespeist wird. Another advantage of the method according to the invention is that that now the column in which the last part of the 0 -hydrocarbons from the Crude gas mixture is separated, 3+ not in the main circuit, but in the shunt of the Process is arranged, i.e. that in this column not the total amount of to processing raw gas mixture, but only that accumulating in the sump of the methane column Partial amount is fed.

Hieraus ergibt sich, daß das erfindungsgemäße Verfahren gerade hinsichtlich der Abtrennung von C3+-Kohlenwasserstoffen aus dem Rohgemisch sehr flexibel ist gegenUber einer starken Kapazitätsausweitung in der Xthylenproduktion. Auch bei Anlagenkapazitäten mit einer Produktion von mehr als 500.000 jato Äthylen tritt hinsichtlich der 0 -Abtrennung kein Engpaß mehr auf.~Dies 3+ ist bei einem Verfahren gemäß dem Stand der Technik, bei dem die C3+-Abtrennung im Hauptschluß des Verfahrens erfolgt, bei dem also in die Säule, in der die C@@-Kohlenwasserstoffe abgetrennt werden, die Gesamtmenge des Rohgasgemisches eingespeist wird, nicht der Fall.It follows from this that the method according to the invention is precisely with regard to the separation of C3 + hydrocarbons from the raw mixture is very flexible compared to a strong expansion of capacity in ethylene production. Also at Plant capacities with a production of more than 500,000 tpa Ethylene is no longer a bottleneck in terms of 0 separation. ~ This is 3+ at a method according to the prior art, in which the C3 + separation in the main circuit of the process takes place in which, therefore, in the column in which the C @@ hydrocarbons are separated, the total amount of the raw gas mixture is fed in, not the Case.

Es erweist sich als vorteilhaft, das Rohgasgemisch nach seiner Verdichtung partiell zu kondensieren und einer Phasentrennung zu unterziehen und nur die hierbei anfallende flUssige Fraktion, die bereits stark mit C+-Kohlenwasserstoffen angereichert ist, in die Vorzerlegungssäule zur Abtrennung eines Teiles der C3+-Kohlenwasserstoffe einzuspeisen, während die bei der Phasentrennung anfallende gasförmige Fraktion zusammenmit dem Koprprodukt der Vorzerlegungssäule direkt der Methanabtrennung zugefUhrt wird. Auf diese Weise kann der Kältebedarf der Vorzerlegungssäule weiter gesenkt werden. It is found to be advantageous to remove the raw gas mixture after it has been compressed to partially condense and to subject to a phase separation and only here accruing liquid fraction which is already heavily enriched with C + hydrocarbons is, into the pre-separation column to separate some of the C3 + hydrocarbons feed, while the resulting from the phase separation gaseous fraction fed directly to the methane separation together with the coproduct of the pre-separation column will. In this way, the refrigeration requirement of the pre-separation column can be further reduced will.

Weitere Erläuterungen zu der Erfindung sind dem in der Figur schematisch dargestellten AusfUhrungsbeispiel zu entnehmen. Further explanations of the invention are shown schematically in the figure The illustrated embodiment can be found.

Gemäß der Figur wird zu behandelndes, durch thermische Spaltung von Naphta gewonnenes trockenes Rohgasgemisch, welches bereits einer Ölfraktionierung zur Abtrennung hoher Kohlenwasserstoffe unterzogen sowie von Verunreinigungen, wie II2S und C02, befreit wurde und somit im wesentlichen nur noch aus Methan, aus C2-K6hlenwasserstoffen, wie Methan, ethylen und Acetylen, C+-Kohlenwasserstoffen und geringen Mengen Wasserstoff besteht, über eine Leitung 1 unter einem Druck von etwa 37 ata der Anlage zugefUhrt und zunächst in einem Wärmeaustauscher 2 gegen Zerlegungsprodukte und dann in einem Wärmeaustauscher 3 gegen die erste Stufe eines Propylenkreislaufes, der der Einfachheit halber nicht ausführlich dargestellt ist, auf ca. 50C abgekühlt. Die weitere AbkUhlung des Rohgasgemisches erfolgt zunächst in einem Wärmeaustauscher 4 gegen Zerlegungsprodukte und dann in einem Wärmeaustauscher 5 gegen die zweite Stufe des Propylenkreislaufs. Unter einer Temperatur von ca. -20 0C verläßt das Rohgasgemisch bereits teilweise kondensiert den Wärmeaustauscher 5 und wird nun in einem Abscheider 6 einer Phasentrennung untersogen. Die hierbei anfallende flüssige Fraktion wird Uber eine Leitung 7 in eine Strippsäule 8 eingespeist, während die gasförmige Fraktion zunächst in einem Adsorber 9 einer Feintrocknung unterzogen, dann in einem Wärmeaustauscher 10 gegen die dritte Stufe des Propylenkreislaufs sowie gegen flüssiges, als Zerlegungsprodukt gewonnenes äthan auf etwa -400C gekUhlt und in einem Abscheider 11 einer weiteren Phasentrennung unterzogen wird. According to the figure is to be treated, by thermal cleavage of Naphta obtained dry raw gas mixture, which already one Subjected to oil fractionation to separate high hydrocarbons and impurities, like II2S and C02, was freed and thus essentially only from methane C2 hydrocarbons such as methane, ethylene and acetylene, C + hydrocarbons and small amounts of hydrogen, via a line 1 under a pressure of about 37 ata of the system and initially in a heat exchanger 2 against Decomposition products and then in a heat exchanger 3 against the first stage one Propylene cycle, which is not shown in detail for the sake of simplicity, cooled to approx. 50C. The raw gas mixture is initially cooled further in a heat exchanger 4 against decomposition products and then in a heat exchanger 5 against the second stage of the propylene cycle. Below a temperature of approx. -20 0C leaves the raw gas mixture already partially condensed the heat exchanger 5 and is now subjected to phase separation in a separator 6. The one here the resulting liquid fraction is fed into a stripping column 8 via a line 7, while the gaseous fraction first undergoes fine drying in an adsorber 9 subjected, then in a heat exchanger 10 against the third stage of the propylene cycle and cooled to about -400C against liquid ethane obtained as a decomposition product and in one Separator 11 subjected to a further phase separation will.

Die im Abscheider 11 anfallende flUssige Fraktion wird ebenfalls in die Strippsäule 8 eingespeist.The liquid fraction obtained in the separator 11 is also in the stripping column 8 fed.

In der Strippsäule S3 erfolgt erfindungsgemäß eine Vorzerlegung des Rohgasgemisches in eine im Sumpf anfallende C»+-Fraktion und eine als Kopfprodukt anfallende C2 -Fraktion, die jedoch auch noch C3+-Kohlenwasserstoffe enthält. Die Sumpfheizung der Strippsäule auf etwa 101°C erfolgt in einem Wärmeaustauscher 12 gegen heißen Wasserdampf unter einem Druck von etwa 2 ata. Die KopfkUhlung dagegen erfolgt in einem Wärmeaustauscher 13 gegen die zweite Stufe des Propylenkreislaufs auf etwas eine Temperature von etwa-20°C. Der hierbei kondensierte Anteil des Kopfprodukts wird in einem Abscheider 14 abgetrennt und als RUcklauf in die Strippsäule 8 zurUckgeführt. Die im Abscheider 14 anfallende gasfdrmige Fraktion wird mit der kalte ren gasförmigen Frakton aus dem Abscheider 11, die noch zu etwa 2,3 % mit C3+-Kohlenwasserstoffen angereichert ist, vereint und hierbei weiter abgekühlt. Das bei dieser KUhlung anfallende ;Kondensat wird in einem Abscheider 15 abgetrennt und ebenfalls in die Strippsäule 8 eingespeist. According to the invention, the stripping column S3 is pre-dismantled Raw gas mixture into a C »+ fraction occurring in the sump and one as top product Accruing C2 fraction, which, however, also contains C3 + hydrocarbons. the The bottom heating of the stripping column to about 101 ° C. takes place in a heat exchanger 12 against hot water vapor under a pressure of about 2 ata. The head cooling on the other hand takes place in a heat exchanger 13 against the second stage of the propylene cycle to a temperature of about -20 ° C. The condensed portion of the top product is separated in a separator 14 and fed back into the stripping column 8 as a return. The gaseous fraction occurring in the separator 14 becomes gaseous with the cold one Frakton from the separator 11, which is still about 2.3% with C3 + hydrocarbons is enriched, united and thereby further cooled. The result of this cooling ; Condensate is separated in a separator 15 and also into the stripping column 8 fed in.

Durch dieerfindungsgemäße Vorzerlegung des Rohgasgemisches in der Strippsäule n wird bereits ein großer Teil der 03+ -Kohlenwasserstoffe aus dem Rohgasgemisch abgetrennt. Da Jedoch diese Abtrennung relativ unscharf ist, ist der Kältebedarf der Strippsäule S relativ niedrig. Außerdem kann die Kopfkühlung auf eine verhältnismäßig hohe Temperatur, nämlich bei etwa -20°C, erfolgen. Due to the inventive pre-decomposition of the raw gas mixture in the A large part of the 03+ -hydrocarbons from the raw gas mixture is already removed from the stripping column severed. However, since this separation is relatively fuzzy, there is a need for cooling the stripping column S is relatively low. In addition, the head cooling can be relatively high temperature, namely at around -20 ° C.

Die im Abscheider 15 anfallende gasförmige Fraktion wird einer Hydrierstufe lo zugeführt, in der das in dieser Fraktion enthaltene Acetylen unter Zufuhr von Wasserstoff zu Äthan hydriert wird. Das nunmehr acetylenfreie Gasgemisch aus der Hydrierstufe 16 passiert zunächst einen Sicherheitstrockner 17 und wird in einem Wärmeaustauscher 1. gegen sich selbst und dann in einem Wärmeaustauscher 19 gegen die erste Stufe eines der Einfachheit halber ebenfalls nicht ausfUhrlich dargestellten Äthylenkreislaufs auf etwa -56°C abgekUhlt, hierbei teilweise kondensiert und anschließend in einem Abscheider 20 einer Phasentrennung unterzogen. The gaseous fraction obtained in separator 15 becomes a hydrogenation stage lo supplied, in which the acetylene contained in this fraction with the supply of Hydrogen is hydrogenated to ethane. The now acetylene-free gas mixture from the Hydrogenation stage 16 first passes a safety dryer 17 and is in one Heat exchanger 1. against itself and then in a heat exchanger 19 against the first stage is also not shown in detail for the sake of simplicity Ethylene cycle cooled to about -56 ° C, partially condensed and then subjected to phase separation in a separator 20.

Während die im Abscheider 20 anfallende flUssige Fraktion Uber ein Ventil 21 unmittelbar in eine unter einem Druck von 13 ata stehenden Methansäule 22 entspannt wird, wird die gasförmige Fraktion aus dem Abscheider 20 zunächst in einem Wärrneaustauscher 23 gegen kalte Zerlegungsprödukte und dann in einem Wärmeaustauscher 24 gegen die zweite Stufe des Nthylenkreislaufs auf etwa -80°C weitergekWhlt, hierbei teilweise kondensiert und anschließend in einem Abscheider 25 einer weiteren Phasentrennung unterzogen. Die im Abscheider 25 anfallende flUssige Fraktion wird Uber ein Ventil 2G ebenfalls in die Methansäule 22 entspannt. Die gasfrmige Fraktion aus dem Abscheider 25 wird in einem Wärmeaustauscher 27 nunmehr gegen die dritte Stufe des Kthylenkreislaufs auf etwa -100°C weiter. While the liquid fraction obtained in the separator 20 flows in Valve 21 directly into a methane column under a pressure of 13 ata 22 is relaxed, becomes the gaseous fraction from the separator 20 first in a heat exchanger 23 against cold decomposition products and then in a heat exchanger 24 against the second stage of the ethylene cycle to about -80 ° C, partially condensed and then in a separator 25 subjected to a further phase separation. The liquid occurring in the separator 25 Fraction is also expanded into the methane column 22 via a valve 2G. the gaseous fraction from the separator 25 is now in a heat exchanger 27 against the third stage of the ethylene cycle to about -100 ° C.

gekühlt und in einem weiteren Abscheider 28 einer Phasentrennung unterzogen. Ein Teil der im Abscheider 28 anfallenden flüssigen Fraktion wird Uber ein Ventil 29 ebenfalls in die Methansäule 22 entspannt. Die im Abscheider 28 anfallende gasförmige Fraktion dagegen wird in Wärmeaustauschern 30 und 31 gegen kalte Zerlegungsprodukte partiell kondensiert und in einem Abscheider 32 einer Phasentrennung unterzogen. Die gasförmige Fraktion aus dem Abscheider 32, die aus nahezu reinem Wasserstoff besteht, wird in den Wärmeaustauschern 31, 30, 23, 4 und 2 angewärmt und kann dann der Hydrierstufe 16 zugeführt werden. Dagegen wird die flüssige Fraktion aus dem Abscheider 32 teilweise in einem Ventil v3 entspannt und als Rticklauf in die Methan säule 22 eingespeist. Der Rest dieser Fraktion wird in einem Ventil 34 entspannt, im Wärmeaustauscher 31 angewärmt und dann mit dem in einem Ventil 35 entspannten Rest der flüssigen Fraktion aus dem Abscheider 23 vereint. Beide Fraktionen werden nunmehr in den Wärmeaustauschern 3-0, 23, 4 und 2 angewärmt und können dann dem zu behandelnden Rohgasgemisch erneut zugemischt werden.cooled and subjected to phase separation in a further separator 28. Part of the liquid fraction obtained in the separator 28 is discharged through a valve 29 also relaxed in the methane column 22. The gaseous accumulating in the separator 28 Fraction, on the other hand, is used in heat exchangers 30 and 31 against cold decomposition products partially condensed and subjected to phase separation in a separator 32. The gaseous fraction from the separator 32, which consists of almost pure hydrogen exists, is heated in the heat exchangers 31, 30, 23, 4 and 2 and can then the hydrogenation stage 16 are fed. In contrast, the liquid fraction from the Separator 32 partially relaxed in a valve v3 and as a reverse run fed into the methane column 22. The rest of this fraction is in a valve 34 relaxed, warmed in the heat exchanger 31 and then with that in a valve 35 relaxed remainder of the liquid fraction from the separator 23 combined. Both Fractions are now heated in the heat exchangers 3-0, 23, 4 and 2 and can then be added again to the raw gas mixture to be treated.

In der Methansäule 22 erfolgt die Abtrennung des im Rohgasgemisch enthaltenen Methans, welches Uber Kopf abgezogen, in den Wärmeaustauschern 30, 23, 4 und 2 angewärmt und dann als Endprodukt aus der Anlage abgezogen wird. Im Sumpf der Methansäule 22, dessen Beheizung im Wärmeaustauscher 36 gegen Äthylen aus dem Äthylenkreislauf unter einem Druck von etwa 19 ata erfolgt, fällt eine Fraktion an, die im wesentlichen aus C2-Kohlenwasserstoffen besteht, die Jedoch noch zu etwa 6 % mit C3+-Konlenwasserstoffen verunreinigt ist. In the methane column 22, the separation of the raw gas mixture takes place methane contained, which is withdrawn overhead, in the heat exchangers 30, 23, 4 and 2 are heated and then withdrawn from the system as the end product. In the swamp the methane column 22, the heating of which in the heat exchanger 36 against ethylene from the If the ethylene cycle takes place under a pressure of about 19 ata, one fraction falls , which consists essentially of C2 hydrocarbons, but still about 6% is contaminated with C3 + hydrocarbons.

Diese Fraktion wird erfindungsgemäß mittels einer Pumpe 37 auf etwa 26 ata gepumpt, in einem Wärmeaustauscher 38 angewärmt und dann in eine weitere Zerlegungssäule 39 eingespeist, in der nunmehr eine scharfe Trennung von 02 und 03+ Kohlenwasserstoffen erfolgt. Das Sumpfprodukt dieser Säule, eine Fraktion, die ausschließlich aus C3+-Kohlenwasserstoffen besteht, wird über eine Leitung 40 abgezogen. Die Sumpfheizung der Säule 39 erfolgt im Wärmeaustauscher 41 gegen Wasserdampf unter einem Druck von etwa 2 ata auf eine Temperatur von etwa 68°C. Das Kopfprodukt der Säule 39, das lediglich aus Äthan und Äthylen besteht, wird zunächst im Wärmeaustauscher 3° gegen Sumpfprodukt aus der Säule 22 und dann in einem Wärmeaustauscher 42 een die zweite Stufe des Propylenkreislaufs auf eine Temperatur von etwa -20°C gekühlt und hierbei vollständig verfltlssigt. This fraction is according to the invention by means of a pump 37 to about 26 ata pumped, heated in a heat exchanger 38 and then in another Decomposition column 39 fed, in which now a sharp separation of 02 and 03+ hydrocarbons takes place. The bottom product of this column, one Fraction, which consists exclusively of C3 + hydrocarbons, is via a Line 40 withdrawn. The bottom heating of the column 39 takes place in the heat exchanger 41 against water vapor under a pressure of about 2 ata to a temperature of about 68 ° C. The top product of column 39, which consists only of ethane and ethylene, is first in the heat exchanger 3 ° against bottom product from column 22 and then in a heat exchanger 42 een the second stage of the propylene cycle on one Temperature of around -20 ° C and thereby completely liquefied.

Ein Teil der Flüssigkelt wird Uber eine Leitung 43 als Rücklauf in die Säule 39 gefUhrt, während der Rest Uber ein Ventil 44 in die Äthylensäule 45, die unter einem Druck von etwa 9 ata arbeitet entspannt wird.A part of the liquid is via a line 43 as a return in the column 39, while the remainder via a valve 44 into the ethylene column 45, which works under a pressure of about 9 ata is relaxed.

In der Äthylensäule 45 erfolgt die Zerlegung der C2-Fraktion vom Kopf der Spule 39 in eine als Sumpfprodukt anfallende Äthan- und eine als Kopfprodukt anfallende Nthylenfraktion. Die Sumpfheizung der Äthylensäule 45 erfolgt im Wärme, austauscher 46 gegen ethylen unter einem Druck von etwa 19 ata aus dem Äthylenkreislauf. Dieses Athylen wird im Wärmeaustauscher 47 gegen Äthylen vom Kopf der Säule weitergekUhlt und dann Uber ein Ventil 48 als RUcklauf in die Säule 45 entspannt. Die im Wärmetauscher 47 angewärmte Nthylenfraktion vom Kopf der Äthylensäule 45 dagegen wird unter einem Druck von etwa q ata in den Sthylenkreislauf eingespeist, wobei im Kreislauf nicht benötigtes Uberschüssiges Ethylen an geeigneter Stelle als Endprodukt aus diesem abgezogen wird. In the ethylene column 45, the C2 fraction is broken down from Head of the coil 39 into an ethane produced as a bottom product and a top product accruing ethylene fraction. The sump heating of the ethylene column 45 takes place in the warmth, Exchanger 46 for ethylene under a pressure of about 19 ata from the ethylene cycle. This ethylene is further cooled in the heat exchanger 47 against ethylene from the top of the column and then expanded via a valve 48 as a return into the column 45. The in Heat exchanger 47 warmed Nthylenfraktion from the top of the ethylene column 45, however, is under one Pressure of about q ata fed into the ethylene circuit, with not in the circuit required excess ethylene at a suitable point as the end product from this is deducted.

Die im Sumpf der Äthylensäule 45 anfallende Äthanfraktion wird in den Wärmeaustauschern 10, 4 und 2 verdampft und angewärmt und dann aus der Anlage abgezogen. The ethane fraction obtained in the sump of the ethylene column 45 is in the heat exchangers 10, 4 and 2 evaporated and warmed and then out of the system deducted.

Dadurch, daß die C2-Fraktion vom Kopf der Säule Na im flüssigen Zustand in die Athylensëule 45 eingespeist wird, verringert sich in vorteilhafter Weise das Rücklaufverhältnis dieser Säule. Außerdem steigt der Kälteüberschuß dieser Säule erheblich an. By the fact that the C2 fraction from the top of the column Na in the liquid state is fed into the ethylene column 45, is reduced in an advantageous manner the reflux ratio of this column. In addition, the excess cold of this column increases considerably.

Claims

Process for the production of ethylene from a raw gas mixture which contains other hydrocarbons in addition to ethylene, in which the raw gas mixture compresses, cooled and in several stages of decomposition into fractions consisting of hydrocarbons with three or more carbon atoms, from methane and from hydrocarbons with consist of two carbon atoms, is decomposed, and in which from the fraction from the ethylene is separated from the hydrocarbons with two carbon atoms, characterized in that before the methane is separated from the raw gas mixture in a Pre-separation column only a part of the hydrocarbonsex with three or more carbon atoms is separated and that the fraction obtained in the subsequent methane separation from hydrocarbons with two, three or more carbon atoms in another Separation column into a fraction of hydrocarbons with three or more carbon atoms and decomposing a fraction of hydrocarbons having two carbon atoms.

2. The method according to claim 1, characterized in that the compressed Raw gas mixture is partially condensed and subjected to a phase separation and that the liquid fraction resulting from the phase separation in the separation column is fed in, while the gaseous fraction resulting from the phase separation fed to the methane separation together with the top product of the pre-separation column will.

3. The method according to claims 1 or 2, characterized in that that the fraction of hydrocarbons obtained in the methane separation in the bottom of the column with two, three and more carbon atoms in the liquid state at the pressure of the pumped another decomposition column and warmed against the top product of this column will.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that that the gas mixture of hydrocarbons obtained in the head of the further separation column with two carbon atoms before being fed into a ethylene column for separation of the ethylene is completely liquefied.