專利名稱：裂化氣的膜分離方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及裂化流出物組分的分離。具體地說，本發(fā)明涉及在低溫分離其它低沸點組分之前從裂化流出物中分離出氫的方法。
在高溫下加熱飽和烴，例如乙烷、丙烷、或丁烷，高溫下飽和烴轉(zhuǎn)化為烯烴，從而制得象乙烯、丙烯和其它高級烯烴之類的烯烴，例如可以將乙烷在高溫下脫氫制得乙烯。類似地，可以將石腦油、氣油和其它重?zé)N進料，高溫裂解制得烯烴。
加熱飽和烴或石腦油或氣油進料產(chǎn)生的裂化氣流出物中含有氫、二氧化碳、蒸汽、烯烴、輕飽和烴、重?zé)N和其它成分。裂化流出物被送入烯烴加工廠的回收系統(tǒng)。
在產(chǎn)品回收系統(tǒng)中，裂化流出物被一級或多級壓縮使烴組分部分液化以便低溫蒸餾分離。在冷卻裂化流出物之前必須除去二氧化碳、水、和重?zé)N，以免這些組分凝固堵塞設(shè)備。從裂化流出物中除去二氧化碳、水蒸汽和重?zé)N之后，將流出物送入低溫分離系統(tǒng)如冷卻系列中，在該系統(tǒng)中，對裂化流出物冷凍可分離出低沸點組分如氫和甲烷。
在烯烴加工廠中采用各種方法提供冷凍。較高的冷凍級(例如60°F～-40°F)用丙烯冷凍系統(tǒng)提供。較低的冷凍級(-50°F～-150°F)用乙烯冷凍系統(tǒng)提供。通常每一個系統(tǒng)都有三至四個冷凍級。更低的冷凍級(例如-160°F～-300°F)可由下列的一種或多種方式提供1.甲烷冷凍系統(tǒng);
2.脫甲烷塔液體蒸餾產(chǎn)品的Joule-Thompson(等熵)膨脹;
3.冷凍系列的低溫濃縮物的Joule-Thompson膨脹;或
4.來自頂部脫甲烷塔的氫蒸汽產(chǎn)品膨脹，同時產(chǎn)生逆向動力。
最低級冷凍路線的選擇取決于幾個因素;例如裂化原料的類型，是需要高壓氫產(chǎn)品還是將用作燃料等。
烯烴加工廠總體的冷凍要求可以用各系統(tǒng)所需的動力來表示。對于混有例如丙烯冷凍、乙烯冷凍和氫驟冷器的工廠來說，所需的冷凍動力將是丙烯冷凍系統(tǒng)所需的動力加上乙烯冷凍系統(tǒng)所需的動力，氫驟冷器回收的動力很小。
本發(fā)明的目的之一是降低從裂化流出物中分離出低沸點組分所需的總體冷凍要求。
本發(fā)明的目的之二是降低流入產(chǎn)品回收系統(tǒng)的裂化流出物的量，從而減小系統(tǒng)中所用設(shè)備的尺寸。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種從裂化流出物中分離出氫的方法。該方法包括在至少一個壓縮級中壓縮，在將裂化流出物冷凍以分離低沸點組分之前，從壓縮的裂化流出物中至少分離出部分氫。然后，將流出物冷卻，以低溫分離低沸點組分。在一個優(yōu)選的實施例中，將裂化流出物通過至少一個半透膜而使至少一部分氫從裂化流出物中分離出。在一個實施例中，未透過膜的流出物被送入至少一個壓縮級中循環(huán)。
所述至少一個半透膜可以含至少一個膜級，它可以是膜分離器的形式。膜分離器可以包含一系列交替的膜與“螺旋狀纏繞”在收集管上的間隔層。氣體進入該分離器，透過物通過包裹的膜進入收集管中。透過物通過收集管從一個出口流出分離器。未透過的氣體或殘留物從另一個出口流出。膜可以由聚合物材料制得，例如，纖維素衍生物、聚砜、聚酰胺、聚芳酰胺和聚酰亞胺?；蛘咭部梢圆捎锰沾?、玻璃和金屬膜。
或者，膜也可以由一束中空纖維制成。纖維是由如上所述的材料制成的。在這樣的分離器中，進入分離器的氣體接觸纖維膜。透過物進入中空纖維，而未透過氣體或殘留物仍在纖維外面。透過物在減壓下流過纖維，流到使透過物流往出口的管道。未透過氣或殘留物在與進料氣基本相同的壓力下流向另一出口。
上述膜分離器的實例在下列文中有進一步的敘述Spillman，″Economics of Gas Separation Membranes，″Chemical Engineering Progress，January 1989 pp.41-62;Haggin，″New Generation of Membranes Developed for Industrial Separations，″Chemical and Engineering News，June 6，1988，pp.7-16;Monsanto，″How Prism Separators Work，″brochure(1985);和″MEDAL-Membrane Separation System，Du Pont/Air Liquide.″或者，可通過壓力回轉(zhuǎn)吸附的方法進行氫的分離。在壓力回轉(zhuǎn)吸附中，氣體較之其它氣體優(yōu)先被分子篩吸附。分子篩是一種海綿狀固體，它經(jīng)精確制作而成，使一種氣體較之其它氣體優(yōu)先吸附。在壓力回轉(zhuǎn)吸附的一個說明性實例中，進料氣通過第一個含有分子篩的塔，通過吸附從進料氣中除去特定的成分。未吸附氣體通過第二個塔，繼續(xù)該過程。同時，降低第一個塔的壓力以釋放吸附成分，這樣便再生了分子篩。這一循環(huán)連續(xù)重復(fù)。壓力回轉(zhuǎn)吸附在Permea，Inc.1987年出版的小冊子中有進一步的敘述。
在另一實施例中，裂化流出物經(jīng)至少兩個壓縮級壓縮，在再一實施例中，冷凍流出物在分離低沸點組分之前，處理來自至少兩個壓縮級的至少最后一級的流出物，以便從壓縮的裂化流出物中分離出至少一部分氫。從至少兩個壓縮級的至少最后一級的流出物中分離出至少一部分氫這一過程可以通過使流出物至少通過一個上述的半透膜來完成。
在另一個實施例中，流出物中至少一部分二氧化碳也被除去之后再將流出物冷卻或冷凍以分離低沸點組分，在除去二氧化碳之前先從流出物中除去一部分氫。
在還有一個實施例中，在流出物被冷卻或冷凍以分離低沸點組分之前將流出物干燥(從中除去水份)，在干燥之前將一部分氫除去。
裂化流出物的壓縮在lpsig(壓縮機吸入或入口壓力)到約650psig(壓縮機排出壓力)下進行，最好在10psig(壓縮機吸入壓力)到約550psig(壓縮機排出壓力)下進行。采用多級壓縮時，每一壓縮級的壓力一般高于前一級的壓力。在使裂化流出物進入冷卻或冷凍步驟以分離低沸點組分之前，如果使用多個壓縮級的話，在壓縮級之間，可以使裂化流出物通過一個或多個冷卻器而將裂化流出物冷卻，冷卻器的溫度可以為約70°F～150°F，最好為約80°F～120°F。
在輕烴的低溫分離之前分離出至少一部分氫比常規(guī)系統(tǒng)具有許多優(yōu)越之處。由于氫的沸點極低，其行為在冷卻和冷凝(即冷凍)過程中很接近于不冷凝蒸汽。在冷凍之前除去一些氫，即冷凝和其它組分的分離可以在較高溫度下進行，從而在整個低溫分離或冷凍系統(tǒng)中能夠采用較高平均溫度的冷凍。冷凍要求的降低和較高平均溫度的冷凍導(dǎo)致冷凍動力需求的節(jié)省，為了說明冷凍動力需求的節(jié)省，將裂化流出物冷凍以除去低沸點組分。在冷凍之前沒有從流出物中除去氫。先使流出物在55°F，13°F和-40°F的水平經(jīng)丙烯冷凍。然后使流出物在-70°F、-96°F和-143°F的水平經(jīng)乙烯冷凍。每一水平冷凍所需的動力見表Ⅰ所示。
在冷凍之前已從中除去20%氫的裂化流出物在上述水平下經(jīng)丙烯和乙烯冷凍。每一水平所需的冷凍功率以及所需的總冷凍功率見下列表Ⅰ表示。
表Ⅰ
冷凍溫度基準(zhǔn)除去20％(°F) (未除去H2) H2后丙烯5513.32 12.52冷凍－1332.97 35.15-40 14.49 13.96乙烯－7015.21 12.51冷凍－9610.55 9.28-143 13.46 12.54共計100.00 96.02上表說明，當(dāng)在冷凍除去低沸點組分之前除去20%的氫時，所需總冷凍功率減少了3.98%。此外，當(dāng)從流出物中除去20%的氫時，所需功率的分布便越向高溫冷凍劑偏移。從而，冷凍在較高的平均溫度下進行，節(jié)省了大大超過4%的動力需求。
另外，在裂化流出物的冷凍之前除去氫減少了待冷凍裂化氣的體積。這一體積上的減少使得人們能夠在較小的設(shè)備中冷卻流出物以分離低沸點組分。
當(dāng)從裂化流出物中分離出至少一部分氫而采用半透膜時，也可以用半透膜從裂化流出物中分離至少一部分二氧化碳和至少一部分蒸汽或水汽。因而，可以使裂化流出物先通過膜，然后再使其通過常規(guī)的產(chǎn)品回收操作的二氧化碳去除和干燥系統(tǒng)。因而，除了減少了低溫分離或冷凍系統(tǒng)的負(fù)荷之外，還可以簡化系統(tǒng)。
現(xiàn)在結(jié)合附圖描述本發(fā)明，圖中

圖1是本發(fā)明分離過程的第一實施例的簡圖。
圖2是本發(fā)明分離過程的另一實施例的簡圖，和圖3是本發(fā)明分離過程的又一實施例的簡圖。
現(xiàn)在參見附圖，將飽和烴，最好是重飽和烴裂化進料(如石腦油或氣油)，加熱和裂化所得到的裂化氣流出物從管路11送入第一級壓縮機12，該壓縮機操作的出口壓力為約20psig～50psig，最好為25psig～40psig，裂化的流出物隨后經(jīng)管路13從第一壓縮機12中抽出并通過級間冷卻器14，流出物被冷卻至約80°F～120°F的溫度。流出物隨后從冷卻器14中抽出通過管路15，通過分離鼓16和管路17，進入第二級壓縮機18，壓縮機的操作壓力為約60psig～100psig。隨后，裂化氣經(jīng)管路19被抽出，流入級間冷卻器20，將流出物冷卻至大約80°F～120°F的溫度。經(jīng)管路21抽出流出物，流入分離鼓22，從分離鼓22中抽出經(jīng)管路23，流入第三級壓縮機24。第三級壓縮機24的出口操作壓力為約100psig～250psig，最好為約120psig～200psig。流出物隨后從壓縮機24中抽出，經(jīng)管路25流入級間冷卻器26，將流出物冷卻到大約80°F～120°F的溫度。流出物隨后經(jīng)管路27抽出，流入分離鼓28和管路29到第四級壓縮機30。隨著流出物流經(jīng)管路29，它便與來自管路43的循環(huán)流出物混合。
第四級壓縮機30的出口操作壓力約為200pisg～400pisg，最好為約250psig～350pisg。流出物隨后經(jīng)管路31抽出，流入級間冷卻器32，將流出物冷卻到約80°F～120°F的溫度。隨后流出物經(jīng)管路33流入分離鼓34。流出物由分離鼓34抽出，經(jīng)管路35流入二氧化碳去除系統(tǒng)36，在該系統(tǒng)中用本領(lǐng)域公知的常規(guī)方法將二氧化碳從流出物中除去。
從流出物中除去二氧化碳之后，從分離系統(tǒng)36中抽出流出物，經(jīng)管路37使其流入第五級壓縮機38，壓縮機操作的出口壓力為約450psig～650pisg，最好為約500psig～600psig。流出物隨后抽出經(jīng)管路39流入第一膜級40。第一膜級40含有上述構(gòu)造的半透膜。第一膜極40操作的滲透出口壓力為約100pisg～300pisg。氫和一些乙烯和其它烴類透過該膜，從而至少從流出物中分離出部分氫，然后經(jīng)管路41送入第二膜級42。一些水蒸汽也可透過第一膜級40的膜。第二膜級42操作的滲透出口壓力為約1pisg～100pisg。氫透過第二膜級42的膜經(jīng)管路45抽出，流入管路61，回收的氫經(jīng)此送入燃料系統(tǒng)。殘留氣或未透過氣從第二膜級42抽出，經(jīng)管路43流入管路29，從而殘留氣與“新鮮”裂化流出物混合循環(huán)進入第四級壓縮機30。
未通過第一膜級40膜的殘留氣體經(jīng)管路47從第一膜級40抽出。管路47中的流出物流過冷卻器48、管路49、冷卻器50、管路51、冷卻器52、管路53、分離鼓54、管路55進入干燥系統(tǒng)56，系統(tǒng)56中可以包含一個或多個干燥器。干燥系統(tǒng)56的操作條件對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是公知的。它起著從裂化的流出物中除去水蒸汽的作用。流出物隨后被抽出，經(jīng)管路57流入重?zé)N去除區(qū)58。重?zé)N去除區(qū)58是常規(guī)的重?zé)N去除系統(tǒng)，其操作條件是本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的。
從中已除去重?zé)N的流出物由重?zé)N去除區(qū)58中抽出，經(jīng)管路59流入低溫分離系統(tǒng)60。低溫分離系統(tǒng)起著從裂化流出物中分離出低沸點組分(如氫、甲烷和乙烷)的作用。低溫分離系統(tǒng)60包括，例如冷卻或冷凍系列、回收動力的氫驟冷器和脫甲烷器。流出物也可以能夠產(chǎn)生階式效果的方式流過低溫分離系統(tǒng)60。冷凍在大約70°F～-250°F，最好在大約60°F～-220°F的溫度下進行。由于流出物在低溫分離系統(tǒng)60中除去低沸點組分之前已經(jīng)從裂化流出物中除去了至少一部分氫，所以各低沸點烴的冷凍和冷凝可以在比常用的低溫分離系統(tǒng)溫度高的平均溫度水平上進行。總體冷凍要求降低了，在整個低溫分離系統(tǒng)60中可以采用較高的冷凍平均溫度水平。
流出物經(jīng)低溫冷凍分離系統(tǒng)60冷凍除去低沸點組分后，則可以回收希望的烯烴產(chǎn)品(例如乙烯和/或丙烯)，從流出物中分離出來的氫抽出后經(jīng)管路61送入燃料系統(tǒng)。
在圖2所示的另一實施例中，管路111中上述的裂化流出物流入第一級壓縮機112，從第一級壓縮機112中抽出后，管路113，流過級間冷卻器114，管路115，分離鼓116，管路117，隨后流入第二級壓縮機118。流出物隨后從第二級壓縮機中抽出，經(jīng)管路119，通過級間冷卻器120、管路121、分離鼓122、管路123，然后流入第三級壓縮機124。來自管路169的循環(huán)殘留氣也進入管路123，并與送入第三級壓縮機124的裂化流出物相混合。然后，抽出裂化流出物，經(jīng)管路125和級間冷卻器126、管路127、分離鼓128、管路129流入第四級壓縮機130。來自管路143的殘留氣也與管路129中的流出物混合以待循環(huán)進入第四級壓縮機130。
然后，經(jīng)管路131將流出物從第四壓縮級130抽出，送入膜級162。氫以及二氧化碳和水蒸汽隨著乙烯和其它烴類一起穿過該膜，經(jīng)管路163進入膜級164。氫穿過級164的膜，經(jīng)管路165、壓縮機166、管路167流入管路161，從而將分離的氫送去燃料系統(tǒng)。一些二氧化碳也可穿過膜，也被送去燃料系統(tǒng)。將殘留氣(即未穿過氣體)從級164中抽出，經(jīng)管路169送入管路123，從而，殘留氣被循環(huán)送入第三級壓縮機124。
膜級162中的未穿過流出物經(jīng)管路171抽出，流經(jīng)級間冷卻器132、管路173、分離鼓134、管路135，流入二氧化碳分離系統(tǒng)136中。由于部分二氧化碳已經(jīng)從裂化流出物中分離出來，因此，二氧化碳分離系統(tǒng)136的負(fù)荷降低。從流出物中分離出二氧化碳之后，從二氧化碳分離系統(tǒng)136中抽出流出物，經(jīng)管路137流入第五級壓縮機138。
流出物隨后從第五級壓縮機138中抽出，經(jīng)管路139流入膜級140。氫和水蒸汽，以及一些乙烯和其它烴類穿過級140中的膜，經(jīng)管路141，流入膜級142。氫穿過級142中的膜，經(jīng)管路145流入管路161，從而氫被送至燃料系統(tǒng)。殘留物或未穿過氣體經(jīng)管路和143抽出，流入管路129，從而殘留氣體被循環(huán)至第四級壓縮機130。
未穿過膜級140膜的流出物經(jīng)管路147抽出，流過冷卻器148、管路149、冷卻器150、管路151、冷卻器152、管路153、分離鼓154、管路155，進入干燥區(qū)156，這樣，任何一點殘余水蒸汽或蒸汽都已從裂化流出物中除去。然后，流出物經(jīng)管路157從干燥區(qū)156中抽出，流入烴分離區(qū)158，這樣便從流出物中分離出重?zé)N。
從中已除去重?zé)N的流出物從重?zé)N分離區(qū)抽出，經(jīng)管路159，送入低溫分離系統(tǒng)160。低溫分離系統(tǒng)160在前述條件下操作，其作用是從裂化流出物中分離出低沸點組分，隨后回收所需的烯類產(chǎn)品。從低溫分離系統(tǒng)160中的流出物分離出來的氫抽出，經(jīng)管路161，送入燃料系統(tǒng)。
在圖3所示的另一實施例中，管路211中的裂化流出物流入第一級壓縮機212，從第一級壓縮機212中抽出后，管路213，流過級間冷卻器214，管路215，分離鼓216，管路217，隨后流入第二級壓縮機218。來自管路281的殘留氣體也流入管路217，從而，流出物和殘留氣體在管路217中混合，流入第二級壓縮機218。流出物從第二級壓縮機218中抽出后，經(jīng)管路219，通過級間冷卻器220、管路221、分離鼓222、管路223，然后流入第三級壓縮機224。來自管路269的循環(huán)殘留氣也進入管路223，再送入第三級壓縮機224。
然后，從第三級壓縮機224中抽出流出物，經(jīng)管路225流入膜級274。氫、二氧化碳、水蒸汽以及一些乙烯和其它烴類穿過膜級274的膜，流經(jīng)管路275到膜級276。將穿過膜級276膜的氫從管路277中抽出，經(jīng)壓縮機278和管路279流入管路261，從而將氫送往燃料系統(tǒng)。殘留物或未穿過氣體經(jīng)管路281流入管路217，循環(huán)進入第二級壓縮機218。
未穿過膜級274膜的流出物經(jīng)管路283抽出，流過級間冷卻器226、管路285、分離鼓228、管路229，進入第四級壓縮機230。來自管路243的殘留氣體也進入管路229，它被循環(huán)送入第四級壓縮機230，然后，將流出物由第四級壓縮機230中抽出，經(jīng)管路231流入膜級262。氫、二氧化碳、水蒸汽、乙烯和其它烴類穿過膜級262的膜，經(jīng)過管路263進入膜級264。將穿過膜級264膜的氫由膜級264中抽出，經(jīng)管路265，流過壓縮機266、管路267送入管路279。隨后，氫進入管路261，從而被送往燃料系統(tǒng)。殘留的未穿過氣體經(jīng)管路269從膜級264中抽出。從而，殘留氣體循環(huán)進入管路229和第四級壓縮機230。
未穿過膜級262的流出物經(jīng)管路271抽出，流過級間冷卻器232、管路273、分離鼓234、管路235，進入二氧化碳分離系統(tǒng)236。從裂化流出物中分離出剩下的二氧化碳(即未被膜級262、264、274或276分離的二氧化碳)后，將流出物由二氧化碳分離系統(tǒng)236中抽出，經(jīng)管路237流入第五級壓縮機238。然后，將裂化流出物從第五級壓縮機238中抽出，經(jīng)管路239送入膜級240。氫、水蒸汽和一些乙烯和其它烴類穿過膜級240的膜，經(jīng)管路241流入膜級242。穿過膜級242膜的氫經(jīng)管路245流入管路261，從而氫被送往燃料系統(tǒng)。未穿過殘留氣體由膜級242中抽出后，經(jīng)管路243循環(huán)至管路229和第四級壓縮機230。
未穿過級240的膜的流出物經(jīng)管路247抽出，流過冷卻器248，管路249、冷卻器250、管路251、冷卻器252、管路253、分離鼓254、管路255進入干燥系統(tǒng)256，用它從流出物中分離或除去水蒸汽。干燥之后，從干燥系統(tǒng)256中抽出流出物，經(jīng)管路257送入重?zé)N分離系統(tǒng)258，用它從流出物中分離出重?zé)N。然后由重?zé)N分離系統(tǒng)中抽出流出物，經(jīng)管路259送入低溫分離系統(tǒng)260。在低溫分離系統(tǒng)260中，低沸點組分如任何剩余的氫、甲烷和乙烷從流出物中被分離出來，以便能回收需要的烯烴產(chǎn)品。在低溫分離系統(tǒng)260中從流出物中分離出來的氫通過管路261抽出，送往燃料系統(tǒng)。
盡管附圖中畫出了五個壓縮級和位于第五、第四和第五，或位于第三、第四和第五壓縮級之后的膜級，而本發(fā)明的范圍并不局限于具體的壓縮級數(shù)或膜級的具體位置或每一壓縮級后膜級的具體數(shù)目。
例如，在一個變換的方法中，流出物可流過僅一個膜級而不必是圖中畫的兩個膜級。在這種方法中，穿過膜的氫可送往燃料系統(tǒng)，未穿過的氫被送入下一壓縮機或干燥區(qū)、重?zé)N去除區(qū)和低溫分離區(qū)?；蛘吡硪环N方法，第一膜級的穿過物可以先經(jīng)過一個增壓壓縮機(未畫出)然后再送入第二膜級。還可以考慮另一種方法，其中來自膜級的殘留物循環(huán)進入上游的二級或多級壓縮機中，而不是將殘留物送入緊接的前一個壓縮級的壓縮機中。
現(xiàn)在我們用下列實施例來說明本發(fā)明，但是，本發(fā)明的范圍并不受其限制。
實施例將壓縮的裂化的氣體流出物送入第一膜級以從裂化流出物中分離出部分氫。膜級的進料具有下列簡化的物料衡算(圖1，管路39)組分Lb.Mole/Hr. Mole %氫4375.08 28.460甲烷2295.15 14.930乙炔4.61 0.030乙烷2422.22 15.760乙烯5183.68 33.720丙烷213.68 1.390不飽和C3567.25 3.690C4和重?zé)N 310.53 2.020
共計15372.7 100.0
平均分子量20.5總MSCFD 139,999共計1bs./hr 315,333壓力，psia 515.0殘留物或未穿過氣體具有如下簡化的物料衡算(圖1，管路47)組分Lb.Mole/Hr. Mole %氫3225.45 22.902甲烷2253.03 16.022乙炔4.53 0.032乙烷2388.83 16.988乙烯5116.54 36.385丙烷211.19 1.502不飽和C3560.63 3.987C4和重?zé)N 306.90 2.182共計14062.1 100.0
平均分子量22.0總MSCFD 128,064共計1bs./hr 308,825壓力，psia 490.0
來自第一膜級的穿過物具有如下簡化的物料衡算(圖1，管路41)組分Lb.Mole/Hr. Mole %氫1154.63 88.098甲烷42.11 3.213乙炔0.08 0.006乙烷33.91 2.588乙烯67.14 5.123丙烷2.49 0.190不飽和C36.62 0.505C4和重?zé)N 3.62 0.277共計1310.6 100.0
平均分子量5.0總MSCFD 11,936共計1bs./hr 6,507壓力，psia 130.0來自第一膜級的具有上述簡化的物料衡算的穿過物隨后進入第二膜級。來自第二膜級的殘留物或未穿過氣體具有如下簡化的物料衡算(圖1，管路43)。
組分Lb.Mole/Hr. Mole %氫265.03 63.673
甲烷40.47 9.723乙炔0.08 0.018乙烷32.92 7.909乙烯65.31 15.691丙烷2.43 0.584不飽和C36.46 1.551C4和重?zé)N 3.54 0.851共計416.2 100.0
平均分子量11.0總MSCFD 3,791共計1bs./hr 4,592壓力，psia 105.0該殘留物循環(huán)進入壓縮系統(tǒng)。
來自第二膜級的穿過物具有如下簡化的物料衡算(圖1，管路45)組分Lb.Mole/Hr. Mole %氫889.61 99.465甲烷1.64 0.183乙炔0.00 0.000乙烷1.00 0.112乙烯1.83 0.205丙烷0.06 0.007不飽和C30.16 0.018
C4和重?zé)N 0.09 0.010共計894.4 100.0
平均分子量2.1總MSCFD 8,145共計1bs./hr. 1,916壓力，psia 65.0上述實施例表明，經(jīng)過兩個膜級之后，大約20.3%的氫已在流出物冷卻除去低沸點組分之前從流出物中除去。
本發(fā)明的優(yōu)越之處包括總的冷凍需求減少，這是因為在冷凍裂化流出物以除去低沸點成分之前已從裂化流出物中除去了至少一部分氫。在冷卻或冷凍之前除去至少一部分氫能夠使各種低沸點組合的冷凍在較高的溫度下進行，這樣便能夠在整個冷卻系列中采用少量較高溫度水平的冷卻劑。采用較高的平均冷凍溫度和較少的冷凍需求導(dǎo)致總冷凍動力需求的節(jié)省。
此外，在使流出物流入常規(guī)二氧化碳分離系統(tǒng)和/或干燥系統(tǒng)之前先使其經(jīng)過膜級，則一些二氧化碳和水蒸汽將與氫一起穿過該膜。二氧化碳和水蒸汽的分離降低了二氧化碳分離和干燥系統(tǒng)的負(fù)荷。
通過從流出物中除去至少一部分氫、二氧化碳和/或水蒸汽，產(chǎn)品回收系統(tǒng)處理的裂化的氣體體積減小，這就使得我們能夠采用較小的產(chǎn)品回收設(shè)備。
若在多于一個壓縮級之后裝上從裂化流出物中分離氫的裝置，也能采用較小的壓縮設(shè)備。
應(yīng)該明白上述具體實例所包括的范圍?？梢栽谒綑?quán)利要求書的范圍內(nèi)對上述教授作許多改進，本發(fā)明亦可用不同于上述具體實施例的方法實施。
權(quán)利要求
1.一種從裂化流出物中回收氫的方法，它包括將裂化流出物在至少一個壓縮級中壓縮；在冷凍所述裂化流出物以分離低沸點組分之前，從壓縮的裂化流出物中分離出至少一部分氫；隨后冷卻流出物，進行低沸點組分的低溫分離。
2.權(quán)利要求1的方法，其中所述從壓縮的裂化流出物中分離出至少一部分氫的過程是通過使所述裂化流出物通過至少一個半透膜的方式完成的。
3.權(quán)利要求2的方法，其中，至少一部分未透過的流出物被循環(huán)送入所述的至少一個壓縮級中。
4.權(quán)利要求1的方法，其中，所述裂化流出物經(jīng)至少兩個壓縮級壓縮。
5.權(quán)利要求4的方法，其中，來自所述至少兩個壓縮級的至少最后一級的流出物在冷凍分離低沸點組分之前經(jīng)處理以便從壓縮的裂化流出物分離出至少一部分氫。
6.權(quán)利要求1的方法，其中，所述流出物含有二氧化碳，并且在所述裂化流出物的所述冷卻之前從所述裂化流出物中分離出至少一部分二氧化碳，而且在從所述裂化流出物中除去至少一部分所述二氧化碳之前，除去一部分所述氫。
7.權(quán)利要求1的方法，其中所述流出物含有水，所述裂化流出物在所述冷卻之前經(jīng)受干燥步驟，并且在所述裂化流出物的所述干燥之前除去一部分所述氫。
8.權(quán)利要求1的方法，其中，所述流出物在大約1psig～650psig的壓力下壓縮。
9.權(quán)利要求8的方法，其中，所述流出物在大約10psig～550psig的壓力下壓縮。
全文摘要
由裂化流出物(11)中回收氫的方法，其中，裂化流出物(11)經(jīng)壓縮(12，18，24，30，38等)，隨后在冷卻(60等)裂化流出物以除去低沸點成分之前至少從裂化流出物中分離出部分氫。氫的分離最好通過使裂化流出物流過至少一個半透膜(40，42等)的方式完成。
文檔編號C01B3/50GK1074669SQ9210081
公開日1993年7月28日 申請日期1992年1月21日 優(yōu)先權(quán)日1992年1月21日
發(fā)明者K·R·巴查斯, T·P·?；?申請人:Abb·魯姆斯克雷斯特公司