[发明专利]用于分馏裂化气流以获取富乙烯馏分和燃料流的分馏方法以及相关的设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于分馏来自烃热解设备的裂化气流以获取富乙烯馏分和贫C₂⁺烃的燃料流的分馏方法，所述分馏方法包括以下步骤：

-通过至少部分地与在第一外部制冷循环中流动的制冷流体进行热交换，对粗裂化气流进行上游冷却和部分冷凝，和在至少一上游分离球中分离上游液体，以形成预冷却到第一温度的中间裂化气流；

-在至少一中间热交换器中对中间裂化气流进行中间冷却和部分冷凝，和在至少一中间分离球中分离中间液体，以形成冷却到小于第一温度的第二温度的下游裂化气流；

-在至少一下游热交换器中对下游裂化气流进行下游冷却和部分冷凝，直到小于第二温度的第三温度；

-将来自下游热交换器的部分冷凝的下游裂化气流引入下游分离器中；

-在下游分离器的顶部回收贫C₂⁺烃的高压燃料气流，和在下游分离器的底部回收富C₂⁺烃的下游液体；

-使高压燃料气流经过下游热交换器和中间热交换器，以形成加热的高压燃料流；

-使加热的高压燃料流在至少一第一动态膨胀装置中膨胀，以获得部分膨胀的燃料流；

-经过下游热交换器和中间热交换器对部分膨胀的燃料流进行加热；

-对在上游冷却步骤、中间冷却步骤和下游冷却步骤时所获得的至少一液体进行处理，以形成富乙烯馏分。

背景技术

裂化气来自烃热解设备，如蒸气裂化炉。引入热解设备的气体有利地具有至少70%的乙烷，结合有丙烷、丁烷、石脑油和/或粗柴油。

前述类型的分馏方法用于对裂化气进行处理，以获取其乙烯的摩尔含量大于99.95%的乙烯馏分，同时回收多于99.5%（以摩尔计量）的包含在裂化气中的乙烯。

允许获取这类性能的前述类型的分馏方法例如在文献EP 1 215 459中进行描述。

该分馏方法用于被实施以对体积非常大的裂化气进行处理，例如大于50吨/小时，特别是大于100吨/小时。

为了同时保证所生产的乙烯流具有非常高的纯度和最大的乙烯回收率，需要对所处理的气体进行冷却，直到小于-100℃的温度，和特别是小于-120℃的温度。

为此，裂化气流与在第一外部制冷循环中流动的丙烯、继而与在第二外部制冷循环中流动的乙烯相继地进行热交换联系。

乙烯制冷循环通常包括三个热能级，具有：大约为-50℃的第一热交换器，大约为-75℃的第二热交换器，和大约为-100℃的第三热交换器。

在每次热交换后，部分冷凝的裂化气被引入分离器中，以排出所形成的液体。

所收集的通常富C₂⁺烃的液体被运送向包括至少一分馏塔的处理单元。分馏塔产生由致冷方法进行回收的包含有乙烯的流。

考虑到使用两制冷循环和具有三个热能级的基于乙烯的循环，所述分馏方法的能量消耗可进一步进行改善。

发明内容

本发明的一目的从而在于以较低的投资（通过消除由制冷循环赋予的热能级），获得一种分馏方法，这种分馏方法总是允许以非常高的回收率回收富乙烯流，同时具有改进的能量性能。

为此，本发明的目的在于一种前述类型的分馏方法，其特征在于，所述分馏方法包括以下步骤：

-使来自中间热交换器的部分膨胀的燃料流在第二动态膨胀装置中经过，以形成膨胀的燃料流；

-在下游热交换器中和中间热交换器中对来自第二动态膨胀装置的膨胀的燃料流进行加热；

-在与第一动态膨胀装置或/和第二动态膨胀装置的至少一膨胀透平机相联结的至少一压缩机中对加热的膨胀的燃料流进行压缩，以形成贫C₂⁺烃的燃料流。

根据本发明的分馏方法可以包括一个或多个以下的特征，单独地或根据所有技术上可能的组合被采用：

-将中间裂化气流冷却到第二温度所需的热功率在中间热交换器中通过与高压燃料气流的热交换、通过与部分膨胀的燃料流的热交换和通过与膨胀的燃料流的热交换进行提供，而没有与在制冷循环中流动的外部制冷流体的热交换；

-所述分馏方法包括下游液体的回收，以及经过下游热交换器和中间热交换器下游液体的加热；

-在下游热交换器中加热前，下游液体在下游热交换器中进行过冷，继而在中间热交换器中进行过冷；

-在中间冷却步骤回收的中间液体的至少一部分在下游热交换器中和在中间热交换器中进行加热；