[发明专利]用于获取超临界状态的乙烯产物的方法和装置

说明书

提出了一种用于获取超临界状态的乙烯产物的方法，在该方法中，主要或仅包含乙烯和乙烷的气体混合物在蒸馏塔(1)中分离成主要或仅包含乙烯的塔顶产物和主要或仅包含乙烷的塔底产物，该蒸馏塔(1)在5至15巴的蒸馏压力水平下操作，塔顶产物以气态从蒸馏塔(1)的塔顶排出，其第一部分液化并作为回流返回至蒸馏塔(1)，其第二部分转换为超临界状态并用作乙烯产物。进行了设置，为了将第二部分转换为超临界状态，经由多个中间压力水平进行从蒸馏压力水平至超临界压力水平的多级压缩，多级压缩中的第二部分主要或仅从气态转换为超临界状态。相应的装置同样是本发明的主题。

本发明涉及一种用于获取超临界状态的乙烯产物的方法以及根据独立权利要求的对应前序部分的相应装置。

背景技术

通过蒸汽裂解获取诸如乙烯的烯烃的方法和相应的装置是已知的，并且在例如Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry(自2009年4月15日上线，DOI10.1002/14356007.a10_045.pub3)的“Ethylene”章中描述。在蒸汽裂解中，首先获取气体混合物，其可以进行处理，以及为分离成组分或组分组而进行分离序列。例如，称为“先脱甲烷塔”、“先脱乙烷塔”和“先脱丙烷塔”的过程在现有技术中是已知的。

蒸汽裂解的常规目标产物，即乙烯，也在相应的分离序列中与其它组分分离。为了获取乙烯，在相应的分离序列中，为此目的形成主要或仅包含乙烷和乙烯的馏分。该馏分在称为C2分离器的蒸馏塔中分离成主要或仅包含乙烯的气态塔顶产物和主要或仅包含乙烷的液态塔底产物。C2分离器的塔顶产物部分地以液化形式作为回流返回至C2分离器，而另一部分可以作为液态和/或气态乙烯产物提供。

本发明特别涉及所谓的低压(LP)C2分离器的使用，其在通常约8至9巴的压力水平下操作。在资本成本和能耗方面，使用这种低压C2分离器具有相对于使用高压(HP)C2分离器的优点。低压C2分离器在Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry的前述“Ethylene”章“Heat-Pumpled C2 Fractionation”节第47页中描述。其中给出了与低压C2分离器的优点有关的进一步细节。

偶尔需要以超临界状态提供乙烯产物。为此，在不根据本发明的现有技术的方法中，参考图1也讨论了该方法，主要或仅包含来自低压C2分离器的塔顶的乙烯的气态塔顶产物首先可以例如加热至环境温度，然后压缩至例如大于20巴的压力水平，以及通过冷却至该压力水平而将其液化。这里获取的液化产物的一些用作前述的至C2分离器的回流。液化产物的其余部分或仅其一部分借助于泵从液态输送至超临界压力水平并加热至超临界压力水平。

如特别参考图5所讨论的，相应的方法在能量方面是不利的，因为在冷却期间抽出大量能量，以及必须为超临界压力水平的蒸发提供额外的能量。因此，需要改进的过程和装置，用于从气态塔顶产物提供在超临界压力下的气态乙烯，所述气态塔顶产物主要或仅包含来自低压C2分离器塔顶的乙烯。

本发明公开

在此背景下，本发明提出了一种用于获取超临界状态的乙烯产物的方法和包括独立权利要求的特征的相应装置。在每种情况下，实施例是从属权利要求的主题以及以下描述的主题。

在讨论本发明的特征和优点之前，将讨论其基本原理和使用的术语。

本申请使用术语“压力水平”和“温度水平”来表征压力和温度，这旨在表明在适当的装置中的压力和温度不必以精确的压力或温度值的形式使用以实现本发明构思。然而，这样的压力和温度通常在一定范围内变化，例如平均值附近±1％、5％、10％、20％或甚至50％。在这种情况下，相应的压力水平和温度水平可以位于不相交的范围内或彼此重叠的范围内。特别地，例如压力水平也覆盖由不可避免的压降引起的不同压力。等效物适用于温度水平。此处以巴表示的压力水平是绝对压力。