用于获取超临界状态的乙烯产物的方法和装置制造方法及图纸

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专利技术的主题。

Method and apparatus for obtaining ethylene products in supercritical state

A method for obtaining ethylene products in supercritical state is proposed. In this method, a mixture of ethylene and ethane is separated from the distillation column (1) into the top product of ethylene and the bottom product of ethane. The distillation column (1) has distillation pressure levels of 5 to 15 bars. In the following operation, the top product is discharged from the top of the distillation column (1) in gaseous state. The first part is liquefied and returned to the distillation column (1) as reflux. The second part is converted to supercritical state and used as ethylene product. In order to convert the second part into supercritical state, multistage compression from distillation pressure level to supercritical pressure level is carried out through multiple intermediate pressure levels. The second part of multistage compression mainly or only transforms from gaseous state to supercritical state. The corresponding device is also the subject of the invention.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于获取超临界状态的乙烯产物的方法和装置本专利技术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。
技术介绍
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'sEncyclopediaofIndustrialChemistry(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。本专利技术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'sEncyclopediaofIndustrialChemistry的前述“Ethylene”章“Heat-PumpledC2Fractionation”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，在不根据本专利技术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。本专利技术公开在此背景下，本专利技术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。在讨论本专利技术的特征和优点之前，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专利技术构思。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。在开始讨论的类型的方法和装置中，多级涡轮压缩机可用于压缩。涡轮压缩机的机械结构原则上对本领域技术人员是已知的。在涡轮压缩机中，待压缩的介质借助于涡轮叶片压缩，涡轮叶片布置在涡轮叶轮上或直接布置在轴上。在这种情况下，涡轮压缩机形成结构单元，然而，在多级压缩机的情况下，涡轮压缩机可以具有多个压缩机级。在这种情况下，通常，压缩机级包括涡轮机叶轮或涡轮机叶片的相应布置。所有这些压缩机级都可以由共用轴驱动。然而，也可以进行设置，压缩机级使用不同的轴成组驱动，轴也可能通过齿轮机构互连。热交换器用于在至少两个流体流之间间接传递热量，该流体流例如以相对于彼此的反流引导。在本专利技术的上下文中使用的热交换器可以由单个热交换器部分或多个并联和/或串联连接的热交换器部分形成，例如由一个或多个板式热交换器组形成。关于可以在本申请的上下文中使用的蒸馏塔的设计和具体配置，参考相关的教科书(参见例如K.Tattler,"ThermischeTrennverfahren:Grundlagen,Auslegung,Apparate"["Thermalseparationprocesses:basicprinciples,design,apparatus"]，3rdedition，Wiley-VCH，Weinheim2001)。此处所述的蒸馏塔是分离装置，其设置成至少部分地分离物质混合物(批次分离)，该物质混合物以气态或液态形式或以具有液态和气态部分的两相混合物的形式提供，可选地也以超临界状态提供，即从物质混合物中产生纯物质，在每种情况下，与物质混合物相比，相对于上述上下文中的至少一种组分富集或消耗。蒸馏塔在分离
是众所周知的。通常，蒸馏塔形成为圆柱形金属容器，其配备有内置部件，例如筛盘或结构化或散堆填料。蒸馏塔的特征尤其在于液体馏分在其下部区域(也称为塔底)中分离。该液态馏分，也称为塔底产物，通过塔底蒸发器在蒸馏塔中加热，使得一些塔底产物在蒸馏塔中连续蒸发并以气态形式上升。蒸馏塔进一步通常设置有装置，在该装置中，供给并在那里液化的至少一些在蒸馏塔的上部区域中富集的气体混合物或相应的清洁气体(也称为塔顶产物)，并在蒸馏塔的塔顶作为液态回流装填。本专利技术优点本专利技术提出了一种获取超临界状态的乙烯产物的方法，其中主要或仅包含乙烯和乙烷的气体混合物在蒸馏塔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，该蒸馏塔在5至15巴的蒸馏压力水平下操作，特别是8到10巴，例如约8.1巴的蒸馏压力水平。因此，用于分离气体混合物的蒸馏塔是典型的低压C2分离器。关于这种低压C2分离器的进一步特征，参考上述讨论以及其中引用的相关技术文献。在蒸馏塔中形成的塔顶产物以气态从蒸馏塔的塔顶排出，其第一部分液化并作为回流返回至蒸馏塔。为了形成第二部分，从蒸馏塔塔顶以气态排出的塔顶产物转换为超临界状态并用作乙烯产物。如果这里讨论的是塔顶产物的第一部分和第二部分以所讨论的方式使用，则此应理解为这意味着相应的塔顶产物的其他部分可以以其他方式使用；例如，它们可以作为亚临界状态的气态或液态形式的乙烯产物提供。如已经讨论过的，在现有技术的方法中，也如参考图1所讨论的那样，进行了设置以将相应的塔顶产物首先例如加热至环境温度以提供超临界状态的乙烯产物，然后将其压缩至例如大于20巴的压力水平，以及通过冷却至该压力水平而将其液化。在现有技术中，在这种情况下形成的液化产物在对应于根据本专利技术形成的第二部分的部分从液态输送至超临界压力水平并在该超临界压力水平下加热。相反，为了将第二部分转换为超临界状态，本专利技术提出了从蒸馏压力水平的多级压缩，该蒸馏压力水平即蒸馏塔操作的压力水平，以及从该蒸馏塔中排出的塔顶产物的压力水平，以通过多个中间压力水平压缩至超临界压力水平。第二部分在该多级压缩中主要或仅直接从气态转换为超临界状态。因此，与现有技术相比，不会发生加压液化产物的液化和后续加热。换言之，在本专利技术的上下文中第二部分转换本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于获取超临界状态的乙烯产物的方法，其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，所述蒸馏塔(1)在5至15巴的蒸馏压力水平下操作，所述塔顶产物以气态从所述蒸馏塔(1)的塔顶排出，其第一部分液化并作为回流返回至所述蒸馏塔(1)，以及其第二部分转换为超临界状态并用作乙烯产物，其特征在于，为了将所述第二部分转换为所述超临界状态，经由多个中间压力水平进行从所述蒸馏压力水平至超临界压力水平的多级压缩，所述多级压缩中的所述第二部分主要或仅直接从气态转换为所述超临界状态。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.19 EP 16156548.61.一种用于获取超临界状态的乙烯产物的方法，其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，所述蒸馏塔(1)在5至15巴的蒸馏压力水平下操作，所述塔顶产物以气态从所述蒸馏塔(1)的塔顶排出，其第一部分液化并作为回流返回至所述蒸馏塔(1)，以及其第二部分转换为超临界状态并用作乙烯产物，其特征在于，为了将所述第二部分转换为所述超临界状态，经由多个中间压力水平进行从所述蒸馏压力水平至超临界压力水平的多级压缩，所述多级压缩中的所述第二部分主要或仅直接从气态转换为所述超临界状态。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述中间压力水平包括在18至25巴的第一中间压力水平。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述第一部分在所述多级压缩中从所述蒸馏压力水平压缩至所述第一中间压力水平，然后液化并用作所述回流。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述蒸馏塔(1)通过塔底蒸发器操作，所述塔底蒸发器使用压缩至所述第一中间压力水平的所述第一部分加热。5.根据权利要求2至4中任一项所述的方法，其中此外主要或仅包含乙烯的制冷剂在所述多级压缩中从多个低于所述蒸馏压力水平的起始压力水平，以及从所述蒸馏压力水平压缩至所述第一中间压力水平。6.根据权利要求5所述的方法，其中所述起始压力水平包括在0.5至1.5巴的第一起始压力水平，以及在2至4巴的第二起始压力水平。7.根据权利要求6所述的方法，其中所述中间压力水平进一步包括在35至45巴的第二中间压力水平。8.根据权利要求7所述的方法，其中第一(Ⅰ)压缩机级用于从所述第一起始压力水平压缩至所述第二起始压力水平，第二(Ⅱ)压缩机级用于从所述第二起始压力水平压缩至所述蒸...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·赫菲，M·卡曼，M·守希，S·穆卡根，J·昆克尔，G·卡格森姆勒，
申请(专利权)人：林德股份公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE