Способ обработки этилена
Номер патента: 20498
Опубликовано: 28.11.2014
Авторы: Болтон Лесли Уилльям, Грейси Бенджамин Патрик, Ли Майкл Кейт
Формула / Реферат
1. Способ удаления воды из потока этилена, содержащего воду, включающий следующие стадии:
введение потока этилена, содержащего воду, в сосуд разделения и циркуляция указанного потока этилена в данном сосуде;
введение и циркуляция жидкого потока диэтилового эфира в сосуде разделения таким образом, чтобы указанный жидкий поток диэтилового эфира и указанный поток этилена, содержащий воду, вступили в контакт;
выгрузка потока этилена со сниженным содержанием воды из сосуда разделения;
необязательно, выгрузка жидкого потока диэтилового эфира с повышенным содержанием воды из сосуда разделения.
2. Способ по п.1, в котором работу процесса осуществляют в непрерывном режиме.
3. Способ по п.1 или 2, в котором поток этилена, содержащий воду, включает по меньшей мере 60 мас.% этилена в расчете на общую массу потока этилена, содержащего воду.
4. Способ по любому из пп.1-3, в котором количество воды, присутствующей в потоке этилена, содержащем воду, составляет менее 1,0 мас.% в расчете на общую массу потока этилена, содержащего воду.
5. Способ по любому из пп.1-4, в котором давление потока этилена, содержащего воду, перед введением в сосуд разделения составляет по меньшей мере 0,5 МПа.
6. Способ по любому из пп.1-5, в котором температура потока этилена, содержащего воду, перед введением в сосуд разделения по меньшей мере на 5°C превышает наивысшую температуру замерзания жидкостей и температуру обратной сублимации паров присутствующей воды при соответствующем давлении и составе потока сырого этилена.
7. Способ по любому из пп.1-6, в котором температура потока этилена, содержащего воду, перед введением в сосуд разделения составляет по меньшей мере 0°C.
8. Способ по любому из пп.1-7, в котором поток этилена, включающий воду, дополнительно содержит диэтиловый эфир.
9. Способ по п.8, в котором поток этилена содержит по меньшей мере 2 мас.% диэтилового эфира в расчете на общую массу потока этилена, содержащего воду.
10. Способ по п.8 или 9, в котором по меньшей мере часть диэтилового эфира, находящегося в потоке этилена, содержащем воду, применяют в качестве источника диэтилового эфира для жидкого потока диэтилового эфира.
11. Способ по любому из пп.1-10, в котором жидкий поток диэтилового эфира содержит растворитель, применяемый для снижения температуры образования гидратов компонентов, которые могут присутствовать в потоке этилена, включающем воду.
12. Способ по п.11, в котором жидкий поток диэтилового эфира включает один или более растворителей, выбранных из этанола, метанола и этиленгликоля.
13. Способ по п.11 или 12, в котором растворитель вводят в сосуд разделения независимо от источника диэтилового эфира и соединяют с диэтиловым эфиром внутри сосуда разделения с образованием жидкого потока диэтилового эфира.
14. Способ по любому из пп.1-13, в котором сосуд разделения представляет собой многостадийную дистилляционную колонну.
15. Способ по любому из пп.1-14, в котором обратный поток в сосуде разделения обеспечивается частичной конденсацией легкой фракции паров в сосуде разделения.
Текст
Способ удаления воды из потока этилена, включающего воду, включающий введение потока этилена, включающего воду, в сосуд разделения и циркуляцию указанного потока этилена в данном сосуде; введение и циркуляцию жидкого потока диэтилового эфира в сосуде разделения таким образом, чтобы указанный жидкий поток диэтилового эфира и указанный поток этилена,включающий воду, вступили в контакт; выгрузку потока этилена со сниженным содержанием воды из сосуда разделения и, необязательно, выгрузку жидкого потока диэтилового эфира с повышенным содержанием воды из сосуда разделения. Настоящее изобретение относится к способу удаления воды из потока этилена, содержащего воду. Более конкретно, настоящее изобретение относится к способу удаления воды из потока этилена, содержащего воду, с использованием жидкого потока диэтилового эфира. Этилен и другие алкены (которые также часто называют олефинами) являются важными химикатами общего назначения, и они подходят для применения в качестве сырьевых материалов для получения разнообразных химических продуктов, включая полимерные продукты, например полиэтилен. Традиционным образом, такие алкены, как этилен, получают путем парового или каталитического крекинга углеводородов, полученных из сырой нефти. Однако, поскольку сырая нефть является не возобновляемым ресурсом, существует потребность в разработке альтернативных экономически выгодных способов получения алкенов, конкретно этилена, осуществляемых с использованием сырья, получаемого не из нефти. В последние годы поиск альтернативных материалов для получения алкенов привел к производству алкенов путем дегидратации спиртов, например метанола и этанола, которые можно получать, например,с помощью ферментации сахаров, крахмала и/или целлюлозных материалов, или, в качестве альтернативы, из синтез-газа. Примеры способов получения алкенов из спиртов включают перечисленные ниже процессы. В патенте US 5817906 описан способ получения легкого олефина (олефинов) из необработанного оксигенатного сырья, включающего спирт и воду. В данном процессе применены две реакционные стадии. Сначала спирт превращают в простой эфир по реакции с использованием дистилляции. Затем простой эфир направляют в зону превращения оксигенатов, содержащую катализатор на основе металлалюмосиликата, с целью получения потока легкого олефина. В патенте EP 1792885 описан способ получения этилена из сырья, включающего этанол. Описано,что для дегидратации этанольного сырья подходят катализаторы на основе гетерополикислот. В патенте WO 2008/138775 A1 описан способ дегидратации одного или более спиртов, включающий контактирование одного или более спиртов в присутствии одного или более простых эфиров и нанесенного гетерополикислотного катализатора. Перед применением этилена в промышленных процессах, расположенных ниже по потоку, например для полимеризации этилена, поток этилена обычно подвергают очистке. Основная примесь, которая,как правило, требует удаления из потока этилена, представляет собой воду, образующуюся в качестве побочного продукта при дегидратации спиртов. Например, считают, что при применении для получения полимеров путем каталитической полимеризации допустимо только очень низкое содержание воды в составе алкенового сырья, конкретно этиленового сырья, как правило, в нижней части диапазона част./млн, поскольку вода выступает в качестве каталитического яда в процессе полимеризации. Также существуют другие причины, по которым желательно удалять воду из потоков алкенов, конкретно этилена. Например, поток этилена может быть предназначен для применения в установленном ниже по потоку оборудовании, которое может работать при очень низких температурах, например в оборудовании для дополнительной очистки этилена путем дистилляции, например, работающем при -28C; при таких низких температурах присутствующая вода может замерзнуть, что приведет к сложностям эксплуатационного характера. В данной области техники описаны различные способы удаления воды из этилена. Известным способом удаления воды является применение молекулярных сит (например, в SRI Consulting (Менло Парк,Калифорния 94025), Consulting Report PEP235, Process Economics Report 235, Chemicals from Ethanol, ноябрь 2007 г., описано, что этилен можно осушить с помощью подходящего поглотителя влаги, например молекулярного сита типа 3); однако, по-видимому, такой способ имеет несколько потенциальных ограничений и/или проблем, например: его осуществляют в полунепрерывном режиме; этилен может вступать в реакцию полимеризации на материале молекулярного сита; очень сложно регулировать процесс с целью достижения желаемого низкого содержания воды; на молекулярном сите могут одновременно задерживаться другие органические компоненты, которые могут быть потеряны при регенерации, или понадобится применение затратных способов дополнительного выделения; способ разделения с использованием молекулярных сит может привести к значительному падению давления, что может потребовать увеличения размера компрессора этилена, установленного ниже по потоку, если применение компрессора необходимо перед дополнительной обработкой этилена и/или применением этилена ниже по потоку. Таким образом, существует потребность в альтернативных способах удаления воды из потока этилена. Было обнаружено, что в состав сырого продукта, получаемого при дегидратации спиртов с целью получения алкенов, наряду с водой, являющейся побочным продуктом, могут также входить значительные количества простых эфиров. Например, сырой этиленовый продукт, полученный при дегидратации этанола, как правило, включает, помимо этилена и воды, диэтиловый эфир; в зависимости от применяемых условий процесса дегидратации, сырой этиленовый продукт может состоять, по существу, из этиле-1 020498 на, диэтилового эфира и воды. Неожиданно было обнаружено, что для уменьшения концентрации воды в потоке этилена, включающем воду, можно применять диэтиловый эфир. Таким образом, настоящее изобретение обеспечивает способ удаления воды из потока этилена, содержащего воду, включающий следующие стадии: введение потока этилена, содержащего воду, в сосуд разделения и циркуляция указанного потока этилена в данном сосуде; введение и циркуляция жидкого потока диэтилового эфира в сосуде разделения таким образом,чтобы указанный жидкий поток диэтилового эфира и указанный поток этилена, включающий воду, вступили в контакт; выгрузка потока этилена со сниженным содержанием воды из сосуда разделения; и, необязательно,выгрузка жидкого потока диэтилового эфира с повышенным содержанием воды из сосуда разделения. Выгодным образом, способ удаления воды из потока этилена, содержащего воду, обеспечиваемый настоящим изобретением, можно осуществлять в непрерывном режиме. Таким образом, в особенно предпочтительном варианте способа по настоящему изобретению обеспечивается непрерывный способ удаления воды из потока этилена, содержащего воду, включающий следующие стадии: введение потока этилена, содержащего воду, в сосуд разделения и циркуляция указанного потока этилена в данном сосуде; введение и циркуляция жидкого потока диэтилового эфира в сосуде разделения таким образом,чтобы указанный жидкий поток диэтилового эфира и указанный поток этилена, включающий воду, вступили в контакт; выгрузка потока этилена со сниженным содержанием воды из сосуда разделения; выгрузка жидкого потока диэтилового эфира с повышенным содержанием воды из сосуда разделения. На фигуре показан способ удаления воды из потока этилена, содержащего воду, с помощью жидкого потока диэтилового эфира из внешнего источника в дистилляционной колонне с использованием ситовых тарелок. Под выражениями "удалить воду из потока этилена", "удаление воды из потока этилена" и подобными понимают, что удаляют по меньшей мере часть воды в составе потока этилена, содержащего воду,т.е. концентрация воды в составе потока этилена уменьшается. Не желая ограничиваться какой-либо теорией, полагают, что в способе по настоящему изобретению поток этилена, включающий воду, контактирует с жидким потоком диэтилового эфира, и по меньшей мере часть воды, присутствующей в указанном потоке этилена, удаляется жидким потоком диэтилового эфира путем абсорбции с получением потока этилена со сниженным содержанием воды и потока диэтилового эфира с увеличенным содержанием воды. Способ удаления воды из потока этилена, содержащего воду, обеспечиваемый настоящим изобретением, можно также назвать в настоящем описании процессом газоочистки (скрубберным процессом). Сосуд разделения, в котором осуществляют способ удаления воды из потока этилена, содержащего воду,обеспечиваемый настоящим изобретением, можно также в настоящем описании назвать скруббером. В способе по настоящему изобретению жидкий поток диэтилового эфира применяют для удаления воды из потока этилена, содержащего воду, с целью получения потока этилена со сниженным содержанием воды и жидкого потока диэтилового эфира с повышенным содержанием воды, т.е. жидкого потока диэтилового эфира, дополнительно содержащего воду, удаленную из указанного потока этилена. Жидкий поток диэтилового эфира, применяемый в способе по настоящему изобретению, можно также в настоящем описании назвать сырьем скруббера."Поток этилена, включающий воду", участвующий в способе по настоящему изобретению, в настоящем описании также называют "потоком сырого этилена". Предпочтительно указанный поток сырого этилена включает по меньшей мере 60 мас.% этилена, более предпочтительно по меньшей мере 70 мас.% этилена, более предпочтительно по меньшей мере 75 мас.% этилена в расчете на общую массу потока сырого этилена. Количество воды, находящейся в потоке сырого этилена перед его введением в скруббер, как правило, составляет менее 1,0 мас.% в расчете на общую массу потока сырого этилена; предпочтительно количество воды, присутствующей в потоке сырого этилена перед его введением в скруббер, составляет от 0,05 до 0,5 мас.% в расчете на общую массу потока сырого этилена. В зависимости от источника потока сырого этилена, этот поток может, кроме этилена и воды, также включать диэтиловый эфир. Выгодным образом, было обнаружено, что для снижения концентрации воды в составе потока сырого этилена способом по настоящему изобретению можно применять диэтиловый эфир, который может уже присутствовать в потоке этилена, включающем воду, в качестве по меньшей мере части, предпочтительно в качестве полноценного источника жидкого потока диэтилового эфира. Таким образом, в одном из предпочтительных вариантов настоящего изобретения поток этилена,включающий воду, обрабатываемый способом по настоящему изобретению (т.е. поток сырого этилена),представляет собой поток этилена, включающий воду и диэтиловый эфир. В соответствии с особенно предпочтительным вариантом способа по настоящему изобретению перед введением в скруббер поток сырого этилена включает достаточное количество диэтилового эфира для поглощения воды, находящейся в составе указанного потока этилена. В данном предпочтительном варианте способа по настоящему изобретению поток сырого этилена предпочтительно включает по меньшей мере 2 мас.% диэтилового эфира в расчете на общую массу потока сырого этилена, более предпочтительно по меньшей мере 10 мас.% диэтилового эфира, наиболее предпочтительно по меньшей мере 15 мас.% диэтилового эфира. В соответствии с особенно предпочтительным вариантом способа по настоящему изобретению перед введением в скруббер общее содержание этилена, воды и диэтилового эфира в потоке сырого этилена составляет по меньшей мере 95 мас.%, более предпочтительно по меньшей мере 98 мас.% в расчете на общую массу потока сырого этилена. В одном из конкретных предпочтительных вариантов настоящего изобретения общее содержание этилена, воды и диэтилового эфира в потоке сырого этилена составляет 100 мас.% в расчете на общую массу потока сырого этилена. В потоке сырого этилена допустимо присутствие соединений, отличных от этилена, воды и диэтилового эфира, например других оксигенатов и/или алканов; например, в потоке сырого этилена могут обычно присутствовать ацетальдегид, и/или этанол, и/или диметиловый эфир, и/или этан. Как правило,такие иные компоненты, которые могут присутствовать в потоке сырого этилена, находятся в этом потоке только в малых количествах; предпочтительно содержание соединений, отличных от этилена, воды и диэтилового эфира, присутствующих в потоке сырого этилена, составляет не более 5,0 мас.% в расчете на общую массу потока сырого этилена, более предпочтительно не более 2,5 мас.% в расчете на общую массу потока сырого этилена, еще более предпочтительно не более 1,0 мас.% в расчете на общую массу потока сырого этилена. Поток этилена, включающий воду, обрабатываемый в способе по настоящему изобретению (т.е. поток сырого этилена), как правило, находится в газообразном состоянии перед введением в скруббер. Предпочтительно температура и давление потока сырого этилена перед введением в скруббер таковы,что вода, присутствующая в указанном потоке сырого этилена, не замерзает; более предпочтительно температура по меньшей мере на 5C превышает наивысшую температуру замерзания жидкостей и температуру обратной сублимации паров присутствующей воды при соответствующем давлении и составе потока сырого этилена. Предпочтительное давление потока сырого этилена перед введением в скруббер составляет по меньшей мере 0,5 МПа, предпочтительно по меньшей мере 1 МПа, еще более предпочтительно по меньшей мере 1,5 МПа, наиболее предпочтительно давление потока сырого этилена перед введением в скруббер составляет от 1,5 до 3 МПа. Предпочтительная температура потока сырого этилена перед введением в скруббер составляет по меньшей мере 0C, более предпочтительно по меньшей мере 10C, еще более предпочтительно по меньшей мере 15C, наиболее предпочтительно температура потока сырого этилена перед введением в скруббер составляет от 20 до 50C. Жидкий поток диэтилового эфира, вводимый в сосуд разделения, можно вводить в этот сосуд в составе жидкого потока, отдельного от потока сырого этилена и/или его можно получать в сосуде разделения. Если жидкий поток диэтилового эфира получают в сосуде разделения, диэтиловый эфир можно вводить в сосуд разделения в составе потока сырого этилена или его можно вводить в сосуд разделения в газообразной форме, независимо от указанного потока сырого этилена. В одном из предпочтительных вариантов настоящего изобретения, если поток сырого этилена включает диэтиловый эфир, по меньшей мере часть указанного диэтилового эфира можно, удобным образом, применять в качестве источника диэтилового эфира для жидкого потока диэтилового эфира. В данном предпочтительном варианте по меньшей мере часть диэтилового эфира, находящуюся в составе потока сырого этилена, конденсируют с получением по меньшей мере части жидкого потока диэтилового эфира. Кроме диэтилового эфира, включающегося в составе потока сырого этилена, в сосуд разделения можно вводить дополнительное количество диэтилового эфира с целью пополнения количества диэтилового эфира в составе потока сырого этилена с получением жидкого потока диэтилового эфира; указанное дополнительное количество диэтилового эфира наиболее удобным образом подают в виде жидкого потока диэтилового эфира, вводимого в сосуд разделения из внешнего источника. Кроме диэтилового эфира, жидкий поток диэтилового эфира может также содержать другие соединения. Предпочтительно жидкий поток диэтилового эфира включает по меньшей мере 40 мас.% диэтилового эфира, более предпочтительно по меньшей мере 50 мас.% диэтилового эфира, еще более предпочтительно по меньшей мере 60 мас.% диэтилового эфира в расчете на общую массу жидкого потока диэтилового эфира. В особенно предпочтительном варианте способа по настоящему изобретению жидкий поток диэтилового эфира также включает растворитель, применяемый для снижения температуры образования гидратов компонентов, которые присутствуют или могут присутствовать в потоке сырого этилена (например, этиленгидрата). Примеры растворителей, подходящих для применения с целью подавления образования гидратов компонентов, присутствующих в потоке сырого этилена, включают этанол, метанол, этиленгликоль, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, пропиленгликоль и глицерины. Таким образом, в конкретном особенно предпочтительном варианте способа по настоящему изобретению жидкий поток диэтилового эфира включает один или более растворителей, выбранных из этанола, метанола и этиленгликоля. В указанном выше предпочтительном варианте указанный растворитель (растворители), подходящий для применения с целью подавления образования гидратов компонентов, присутствующих в составе потока сырого этилена, может находиться в жидком потоке диэтилового эфира до его введения в сосуд разделения или его можно вводить в сосуд разделения, независимо от источника диэтилового эфира, и соединять с диэтиловым эфиром в сосуде разделения с получением жидкого потока диэтилового эфира. В предпочтительном варианте, в котором жидкий поток диэтилового эфира включает растворитель,подходящий для применения с целью подавления образования гидратов компонентов, присутствующих в составе потока сырого этилена, указанный растворитель предпочтительно присутствует в эффективном количестве, т.е. в количестве, достаточном для подавления образования гидратов компонентов, присутствующих в составе потока сырого этилена, при условиях, которые наблюдаются в сосуде разделения. Как правило, содержание указанного растворителя в составе жидкого потока диэтилового эфира составляет до 60 мас.% в расчете на общую массу жидкого потока диэтилового эфира, более предпочтительно до 40 мас.% в расчете на общую массу жидкого потока диэтилового эфира, еще более предпочтительно от 1 до 25 мас.% в расчете на общую массу жидкого потока диэтилового эфира. В способе по настоящему изобретению поток этилена, включающий воду и жидкий поток диэтилового эфира, вводят в сосуд разделения и осуществляют его циркуляцию в сосуде разделения таким образом, чтобы указанный жидкий поток диэтилового эфира и указанный поток этилена, включающий воду,вступили в контакт. Способ по настоящему изобретению можно осуществлять в любом сосуде, подходящем для контактирования жидкой фазы и газообразной фазы, а также для осуществления разделения фаз. Такие сосуды разделения могут быть одностадийными или многостадийными и включают, но не ограничиваются перечисленным, испарительные и дистилляционные сосуды, например дистилляционные колонны с использованием ситовых тарелок, клапанных тарелок, структурированных насадок или неструктурированных насадок. Предпочтительно способ по настоящему изобретению осуществляют в многостадийной дистилляционной колонне; более предпочтительно способ по настоящему изобретению осуществляют в разделительном сосуде, выбранном из многостадийной дистилляционной колонны с использованием ситовых тарелок; многостадийной дистилляционной колонны с использованием клапанных тарелок; многостадийной дистилляционной колонны со структурированной насадкой и многостадийной дистилляционной колонны с неструктурированной насадкой. Если сосуд разделения, применяемый в способе по настоящему изобретению, является многостадийным, количество теоретических стадий разделения в сосуде разделения составляет по меньшей мере 2, предпочтительно по меньшей мере 3, более предпочтительно количество теоретических стадий разделения в сосуде разделения составляет от 2 до 1000, более предпочтительно от 2 до 500, еще более предпочтительно от 3 до 500, наиболее предпочтительно от 3 до 400. Не желая ограничиваться какой-либо теорией, полагают, что предпочтительно осуществлять процесс по настоящему изобретению в многостадийном дистилляционном сосуде, включающем тарелки, а не насадку, поскольку работа сосуда разделения при низкой температуре в способе по настоящему изобретению может привести к образованию жидкости, поверхностное натяжение которой достаточно высоко, что может привести к снижению эффективности разделения при использовании структурированной или неструктурированной насадки. Следовательно, в конкретном особенно предпочтительном варианте сосуд разделения, применяемый в способе по настоящему изобретению, представляет собой многостадийную дистилляционную колонну с использованием ситовых тарелок или многостадийную дистилляционную колонну с использованием клапанных тарелок. В одном из конкретных предпочтительных вариантов настоящего изобретения в сосуде разделения может быть обеспечен обратный поток, т.е. частичная конденсация легкой фракции паров в сосуде разделения. Средство для обеспечения обратного потока в сосуде разделения может представлять собой внешнее устройство теплопереноса, соединенное с сосудом разделения, или оно может представлять собой устройство теплопереноса, расположенное внутри сосуда разделения. Для обеспечения обратного потока в сосуде разделения можно применять любое подходящее устройство для теплопереноса, включая, но не ограничиваясь перечисленным, следующие типы теплообменников: кожухотрубные, включающие любые средства увеличения площади трубы для осуществления теплообмена; двухтрубные; пластинчатые/лопастные; рамные прессованные теплообменники, изготовленные с помощью прокладок или сварки; с вытравленными каналами; спирально навитые, пленочного типа или с вращающимся диском. Охлаждение в устройстве теплообмена можно предпочтительно осуществлять путем непрямого теплообмена с участием охладителей, примеры которых включают, но не ограничены перечисленным, раствор этиленгликоля и/или пропиленгликоля; пропилен; этилен; а также органические текучие среды на основе кремния. Дополнительно или в качестве альтернативы, охлаждение в устройстве теплообмена можно осуществлять путем прямого теплообмена, например, с участием олефина. Если в сосуде разделения обеспечен обратный поток, жидкий поток диэтилового эфира можно удобным образом вводить в сосуд разделения посредством обратного потока, т.е. посредством конденсации любого количества диэтилового эфира, присутствующего в газовой фазе внутри сосуда разделения. Например, жидкий поток диэтилового эфира можно вводить в сосуд разделения посредством обратного потока, обеспеченного в сосуде разделения, путем конденсации диэтилового эфира, присутствующего в потоке сырого этилена. Обратный поток можно дополнять или заменять жидким потоком, включающим диэтиловый эфир; хотя ограничения в отношении источника диэтилового эфира отсутствуют, указанный поток диэтилового эфира удобным образом можно получать из другого процесса разделения газообразного и/или жидкого отходящего потока сосуда разделения. Такой поток можно также или в качестве альтернативы вводить в другое место колонны. Предпочтительно сосуд разделения, в котором осуществляют способ по настоящему изобретению,включает по меньшей мере одно входное отверстие и по меньшей мере два выходных отверстия. В способе по настоящему изобретению поток сырого этилена вводят в сосуд разделения по меньшей мере через одно входное отверстие, поток этилена со сниженным содержанием воды выгружают по меньшей мере через одно выходное отверстие, а жидкий поток диэтилового эфира, циркулирующий через сосуд разделения, выгружают по меньшей мере через одно выходное отверстие, отличное от выходного отверстия, через которое выгружают поток этилена со сниженным содержанием воды. Жидкий поток диэтилового эфира, который вводят в сосуд разделения, можно получать в самом сосуде разделения, можно вводить в сосуд разделения по меньшей мере через одно дополнительное входное отверстие или можно вводить в сосуд разделения через то выходное отверстие, через которое выгружают поток этилена со сниженным содержанием воды. Таким образом, в одном из конкретных предпочтительных вариантов способа по настоящему изобретению сосуд разделения включает по меньшей мере два входных отверстия и по меньшей мере два выходных отверстия. В таком предпочтительном варианте поток сырого этилена можно вводить по меньшей мере через одно входное отверстие, жидкий поток диэтилового эфир можно вводить по меньшей мере через одно входное отверстие, отличное от того входного отверстия, через которое подают сырой этилен; поток этилена со сниженным содержанием воды выгружают по меньшей мере через одно выходное отверстие, а жидкий поток диэтилового эфира, подвергнутый рециркуляции в сосуде разделения, выгружают по меньшей мере через одно выходное отверстие, отличное от того выходного отверстия, через которое выгружают поток этилена со сниженным содержанием воды. В предпочтительном варианте, в котором вводят растворитель, который можно применять для подавления образования гидратов компонентов, присутствующих в составе потока сырого этилена, растворитель, подходящий для подавления образования гидратов компонентов, присутствующих в составе потока сырого этилена, можно вводить через то же входное отверстие, через которое вводят жидкий поток диэтилового эфира (или через входное отверстие, через которое вводят сырой этилен, если жидкий поток диэтилового эфира получают внутри сосуда разделения), или по меньшей мере через одно дополнительное входное отверстие. В способе по настоящему изобретению в сосуде разделения осуществляют независимую циркуляцию как потока сырого этилена, так и жидкого потока диэтилового эфира. Под циркуляцией в сосуде разделения понимают введение соответствующего потока (включая введение путем получения/конденсации) в одну часть сосуда разделения (например, через входное отверстие и/или с помощью конденсатора), перенос указанного потока через сосуд к выходному отверстию, через которое его удаляют из сосуда разделения. Предпочтительно в способе по настоящему изобретению циркуляцию жидкого потока диэтилового эфира осуществляют в противотоке по отношению к потоку сырого этилена. Под циркуляцией в противотоке понимают, что каждый из двух потоков, т.е. поток сырого этилена и жидкий поток диэтилового эфира, движутся в противоположном направлении, например один из потоков, в общем, течет вверх, а другой поток течет, в общем, вниз. Удобным образом, сосуд разделения, применяемый в способе по настоящему изобретению, может быть сконструирован таким образом, что поток сырого этилена может поступать в этот сосуд через входное отверстие, расположенное в нижней половине сосуда разделения, после этого указанный поток сырого этилена пройдет через сосуд разделения в направлении снизу вверх, а поток этилена со сниженным содержанием воды будет удален из сосуда разделения через выходное отверстие, расположенное в верхней половине указанного сосуда. В такой конфигурации жидкий поток диэтилового эфира вводят в сосуд в верхней его части через входное отверстие или посредством образования жидкого потока диэтилового эфира путем конденсации внутри сосуда разделения, затем жидкий поток диэтилового эфира про-5 020498 ходит через сосуд в направлении сверху вниз, и указанный жидкий поток диэтилового эфира удаляют через выходное отверстие, расположенное в нижней половине сосуда разделения. Ниже описан конкретный предпочтительный вариант настоящего изобретения со ссылкой на приложенный чертеж. Приложенный чертеж и сопутствующее описание не нацелены на ограничение объема настоящего изобретения конкретным предпочтительным вариантом, описанным в настоящем описании. На фигуре показан один из возможных предпочтительных вариантов способа по настоящему изобретению, где поток этилена (101), включающий воду, поступает в дистилляционную колонну (102) через входное отверстие, расположенное рядом с нижней частью колонны, и проходит вверх по колонне. Через входное отверстие, расположенное рядом с верхней частью колонны, в нее поступает жидкий поток диэтилового эфира (103) и спускается по колонне в противотоке по отношению к потоку этилена. Внутри дистилляционной колонны установлено несколько ситовых тарелок (104), поток этилена проходит в направлении вверх через отверстия указанных ситовых тарелок, а жидкий поток диэтилового эфира течет в направлении вниз через "сливные трубы". Через выходное отверстие рядом с верхней частью дистилляционной колонны выгружают поток этилена со сниженным содержанием воды (105); из выходного отверстия рядом с нижней частью дистилляционной колонны выгружают жидкий поток диэтилового эфира с увеличенным содержанием воды (106). Пример. В описанном ниже процессе применяли дистилляционную колонну высотой примерно 2650 мм с внутренним диаметром 55 мм, включающую 11 ступеней с ситовыми тарелками из ПТФЭ (политетрафторэтилена), разделенных стеклянными сливными трубами длиной 90 мм с внешним диаметром 9 мм и внутренним диаметром примерно 7 мм. Сырьевой поток сырого этилена, насыщенный диэтиловым эфиром, водой и этанолом, сжимали и вводили в дистилляционную колонну ниже нижней ступени. Состав потока сырого этилена включал примерно 89,40 мол.% этилена, 8,65 мол.% диэтилового эфира, 0,57 мол.% воды и 1,38 мол.% этанола. Поток пара выгружали из верхней части дистилляционной колонны, откуда его подавали в парциальный конденсатор. Парциальный конденсатор обеспечивал площадь теплообмена, составляющую примерно 34850 мм 2, и был предназначен для охлаждения веществ, участвующих в процессе, до выходной температуры, составляющей примерно -10C, с помощью хладагента, входная температура которого составляла приблизительно -40C. Охлажденный поток, поступающий из парциального конденсатора, направляли в сосуд высокого давления объемом 2,4 л, обеспечивающий достаточное время нахождения вещества для отделения жидкой фазы от газовой фазы. Жидкую фазу непрерывно выгружали из сосуда высокого давления и подавали ее обратно на верхнюю ступень дистилляционной колонны в качестве обратного потока. В обратный поток непрерывно вводили этанол. Поток этилена со сниженным содержанием воды ("сухой этилен") удаляли из сосуда высокого давления в виде газовой фазы (поток "легких фракций"), а жидкий поток выгружали из основания дистилляционной колонны (поток "тяжелых фракций"). Содержание воды в сухом этилене, выгружаемом из сосуда высокого давления, измеряли с помощью измерителя точки росы (передатчик точки росы АМТ, изготовлен Alpha Moisture Systems, Великобритания). Показания о точке росы, поступающие из анализатора, переводили в содержание воды путем предсказания парциального давления воды при измеренной температуре точки росы (с использованием модели давления паров чистой воды, доступной в спонсорском издании 2.3.0 базы данных DIPPR). Условия и результаты описанного выше процесса приведены в табл. 1-3. Результаты собирали в течение 123,5 ч непрерывной работы. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ удаления воды из потока этилена, содержащего воду, включающий следующие стадии: введение потока этилена, содержащего воду, в сосуд разделения и циркуляция указанного потока этилена в данном сосуде; введение и циркуляция жидкого потока диэтилового эфира в сосуде разделения таким образом,чтобы указанный жидкий поток диэтилового эфира и указанный поток этилена, содержащий воду, вступили в контакт; выгрузка потока этилена со сниженным содержанием воды из сосуда разделения; необязательно, выгрузка жидкого потока диэтилового эфира с повышенным содержанием воды из сосуда разделения. 2. Способ по п.1, в котором работу процесса осуществляют в непрерывном режиме. 3. Способ по п.1 или 2, в котором поток этилена, содержащий воду, включает по меньшей мере 60 мас.% этилена в расчете на общую массу потока этилена, содержащего воду. 4. Способ по любому из пп.1-3, в котором количество воды, присутствующей в потоке этилена, содержащем воду, составляет менее 1,0 мас.% в расчете на общую массу потока этилена, содержащего воду. 5. Способ по любому из пп.1-4, в котором давление потока этилена, содержащего воду, перед введением в сосуд разделения составляет по меньшей мере 0,5 МПа. 6. Способ по любому из пп.1-5, в котором температура потока этилена, содержащего воду, перед введением в сосуд разделения по меньшей мере на 5C превышает наивысшую температуру замерзания жидкостей и температуру обратной сублимации паров присутствующей воды при соответствующем давлении и составе потока сырого этилена. 7. Способ по любому из пп.1-6, в котором температура потока этилена, содержащего воду, перед введением в сосуд разделения составляет по меньшей мере 0C. 8. Способ по любому из пп.1-7, в котором поток этилена, включающий воду, дополнительно содержит диэтиловый эфир. 9. Способ по п.8, в котором поток этилена содержит по меньшей мере 2 мас.% диэтилового эфира в расчете на общую массу потока этилена, содержащего воду. 10. Способ по п.8 или 9, в котором по меньшей мере часть диэтилового эфира, находящегося в потоке этилена, содержащем воду, применяют в качестве источника диэтилового эфира для жидкого потока диэтилового эфира. 11. Способ по любому из пп.1-10, в котором жидкий поток диэтилового эфира содержит растворитель, применяемый для снижения температуры образования гидратов компонентов, которые могут присутствовать в потоке этилена, включающем воду. 12. Способ по п.11, в котором жидкий поток диэтилового эфира включает один или более растворителей, выбранных из этанола, метанола и этиленгликоля. 13. Способ по п.11 или 12, в котором растворитель вводят в сосуд разделения независимо от источника диэтилового эфира и соединяют с диэтиловым эфиром внутри сосуда разделения с образованием жидкого потока диэтилового эфира. 14. Способ по любому из пп.1-13, в котором сосуд разделения представляет собой многостадийную дистилляционную колонну. 15. Способ по любому из пп.1-14, в котором обратный поток в сосуде разделения обеспечивается частичной конденсацией легкой фракции паров в сосуде разделения.
МПК / Метки
МПК: C07C 7/00, C07C 11/04
Метки: способ, обработки, этилена
Код ссылки
<a href="https://eas.patents.su/9-20498-sposob-obrabotki-etilena.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Способ обработки этилена</a>
Предыдущий патент: Аналоги глюкагона
Следующий патент: Непрерывный способ переэтерификации
Случайный патент: Скрытое устройство для ректальной очистки и биде