JP2000504006A - 炭化水素の分離 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 プロピレンを含んでいるＣ₃炭化水素、存在する場合には、Ｃ₄および／またはより高級な炭化水素、並びにＭＡＰＤ（メチルアセチレンおよび／またはプロパジエン）の投入流からの、プロピレンの分離のための方法は、前記投入流を分留に付し、前記ＭＡＰＤ並びにあらゆるＣ₄および／またはより高級な炭化水素を含んでいるボトム流から出て行くオーバーヘッド流として、そのプロピレンを分離することを含む。そのボトム流におけるＭＡＰＤの濃度を安全なレベルに維持するために、価値あるプロピレンのかなりの量を、そのボトム流の中に戻す必要性を回避するために、プロパン含有流をＣ₃炭化水素の投入流に添加し、そのボトム流が、かなりの量のプロパンを含んでいるようにする。そのために、そのボトム流のプロピレン含有率を10重量％未満に維持することができるように、その投入流に添加するプロパンの量を、前記ボトム流における、あらゆるプロピレン並びにＣ₄および／またはより高級な炭化水素を加えたプロパンの重量が、前記ボトム流におけるＭＡＰＤの全重量よりも大きいようにする。

Description

【発明の詳細な説明】 炭化水素の分離 本発明は炭化水素の分離に関し、特に、プロピレンおよび任意にプロパンが付 随している、プロピレンよりも高度に不飽和の３個の炭素原子を含んでいる炭化 水素（すなわちメチルアセチレンおよびプロパジエン）からなる流体から、この ようにより高度に不飽和の炭化水素を分離することに関する。便宜上、メチルア セチレンとプロパジエンとを集合的にＭＡＰＤと称する。 これらのＣ₃炭化水素を含んでいる炭化水素混合物は、炭化水素原料、例えば ナフサの水蒸気分解の結果として生ずる生成物から分離することができる。それ らの構成成分の割合は、分解を受ける原料の性状、その分解条件、および、あら ゆる他の上流での加工に依存するであろう。概して、そのＣ₃流は０〜30重量％ のプロパン、0.1〜10重量％のＭＡＰＤ、存在する場合には、少量（一般に１重 量％未満）のＣ₄炭化水素、およびその残りのプロピレンを含んでいてもよい。 そのＭＡＰＤのいくらかを上流の選択的水素添加反応器中で選択的に水素添加し て、プロピレンとする場合もある。しかしながら、一般に、プロピレンを、例え ば、ポリプロピレンの製造に使用する前に、そのプロピレンから残留ＭＡＰＤを 分離することが必要である。 プロピレンからのＭＡＰＤの分離は、概して、約55〜60℃および約20×10⁵ Pa （約20バール）の絶対圧力における分留により、都合よく行うことができる。そ のプロピレンは、そのオーバーヘッド流として回収され、一方、そのＭＡＰＤ流 は、その蒸留塔からのボトムとして回収される。その供給物におけるあらゆるプ ロパンが、そ のＭＡＰＤと共にボトムとして回収される。 ＭＡＰＤ流は不安定で、爆発の危険性を示すので、このようなボトム流におけ るＭＡＰＤの濃度を、約50重量％を超えないように制限するのが望ましく、実際 、そのＭＡＰＤ濃度は幾分かより低いレベル、例えば30重量％を超えてはならな いと規定されることが多い。 この後者の要求を満たすためには、とりわけ、上記供給物におけるＭＡＰＤの 濃度が比較的高く、そのプロパン含有率が、そのＭＡＰＤのそれよりも低い場合 には、上記ボトム流が大きな割合のプロピレンを含むように分留を行うことが必 要であることが多い。プロピレンは一般にプロパンよりも価値が高いので、これ は、経済的に望ましくない。 このような場合には、上記ＭＡＰＤを、例えばジメチルホルムアミドのような 極性溶媒を使用する溶媒抽出により、上記ボトム流から回収し、ＭＡＰＤ流を、 その後の加工、例えばメタクリル酸メチルの生産に供給し、そのボトム流の残り の構成成分、すなわちプロパンおよび／またはプロピレンを、前述のボトム流を 生じているＣ₃分離段階に供給されているＣ₃流に再循環させることができる。し かしながら、このような再循環は、とりわけ、そのボトム流からのＭＡＰＤの回 収を、そのＣ₃分離の現場から離れた位置で行う場合には、実用的ではないこと が多い。結果として、そのボトム流の残りの構成成分を、それからＭＡＰＤを分 離した後に、燃料として使用することが必要であることが多い。これは、そのボ トム流における、より価値の高いプロピレンの経済的な使用ではない。 上記ボトム流からＭＡＰＤを回収することが望まれない場合には、そのボトム 流を上記分解炉に、それへの原料の一部として再循環させることができる。しか しながら、そのボトム流が大きな割合の プロピレンを含んでいる場合には、これは、価値あるプロピレンの廃棄を表す。 本発明においては、上記Ｃ₃分離段階への供給物にプロパンを添加し、そのた めに、そのボトム流が大きな割合のプロピレンを含んでいるようなＣ₃分離を行 うことが必要ではなくすることにより、この問題を克服し、そのボトム流が10重 量％未満、特に５重量％未満のプロピレンを含んでいるようなＣ₃分離を行うこ とが可能になる。結果として、オーバーヘッドとして回収することができる、そ のＣ₃供給物におけるプロピレンの量が増大する。 従って、本発明は、プロピレン並びにメチルアセチレンおよび／またはプロパ ジエンを含んでいるＣ₃炭化水素、並びに、存在する場合には、Ｃ₄および／また はより高級な炭化水素の投入流からの、プロピレンの分離のための方法であり、 前記投入流を分留に付し、前記メチルアセチレンおよび／またはプロパジエン並 びに前記Ｃ₄および／またはより高級な炭化水素（存在する場合）を含んでいる ボトム流から出て行くオーバーヘッド流として、プロピレンを分離することを含 んでいる方法であって、プロパン含有流を前記投入流に添加し、それにより、プ ロパンを前記ボトム流の一部として分離し、そのボトム流のプロピレン含有率を 10重量％未満、好ましくは５重量％未満に維持することができるように、前記投 入流に添加するプロパンの量を、前記ボトム流におけるプロパン、プロピレン、 並びにＣ₄および／またはより高級な炭化水素（存在する場合）の重量が、前記 ボトム流におけるメチルアセチレンおよびプロパジエンの全重量よりも大きいよ うにすることを特徴とする方法を提供する。 添加されるプロパン含有流は、本目的のために好都合に、または経済的に利用 することができる、あらゆるプロパン含有流であって もよい。それは本質的に純粋なプロパンであってもよく、または、より通例的に は、他のＣ₃および／またはより高級な炭化水素との混合物であるプロパン含有 流であろうけれども、好ましくは、ＭＡＰＤをほとんどもしくはまったく含んで いない。好ましくは、そのプロパン含有流は、少なくとも15重量％のプロパンを 含んでいる。このようなガス流の例は、少なくとも90重量％、特に少なくとも95 重量％のプロパンを含んでいるプロパン留分、および概して20〜35重量％のプロ パンを含んでおり、その残りが本質的にプロピレンである「精油所プロピレン」 を包含している。 ある時間にわたって平均すると、上記分留への供給物における、プロパン、あ らゆるＣ₄および／またはより高級な炭化水素、並びにＭＡＰＤの量が、前記ボ トム流として、その分留から除去されるプロパン、あらゆるＣ₄および／または より高級な炭化水素、並びにＭＡＰＤの量に等しいということがわかるであろう 。その結果として、そのボトム流のＭＡＰＤ含有率がＸ重量％未満に保たれ、そ のプロピレン含有率がＹ％未満に保たれている場合には、その分留への供給物に おける、あらゆるＣ₄および／またはより高級な炭化水素を加えたプロパンの量 が、その分留供給物のあらゆるＣ₄および／またはより高級な炭化水素を加えた プロパンのＭＡＰＤに対する重量比が（100−Ｘ−Ｙ）／Ｘよりも大きいように する。 本発明は、流れ線図である添付図を参照することにより説明される。 上記図を参照すると、例えば、Ｃ₂炭化水素および低沸点成分（例えばメタン 、水素、一酸化炭素）およびより高沸点の成分、例えばＣ₄およびより高級な炭 化水素の分離後に、分解炉から生ずるような、プロピレンおよびＭＡＰＤを含ん でいるＣ₃炭化水素流１が分留塔２に供給され、そこで、それは、本質的にプロ ピレンからな るオーバーヘッド流３と、そのＭＡＰＤを含んでいるボトム流４とに分けられる 。その流体１は、少量（通常は１重量％未満）のＣ₄および／またはより高級な 炭化水素を含んでいることがある。このようなＣ₄および／またはより高級な炭 化水素は、そのボトム流の一部として分離されるであろう。そのボトム流は、そ の分解炉に直接再循環させてもよく、または、その図に示されているように、（ 存在する場合には、より高沸点のあらゆる成分、例えばＣ₄および／またはより 高級な炭化水素が除去される、さらなる分離段階の後に）溶媒抽出容器５に通し てもよい。抽出容器５中では、そのＭＡＰＤが、ライン６を経て供給される溶媒 、例えばジメチルホルムアミドで抽出される。そのＭＡＰＤ溶液は、ライン７を 経て、その抽出容器を出て行き、例えばメタクリル酸メチルをつくるのに使用さ れるように、さらに加工されてもよい。その抽出容器からのオーバーヘッド８は 、燃料として使用するか、または別の方法に用いることができる。 上記ボトム流４におけるＭＡＰＤの濃度を安全なレベルに維持するために、プ ロパンがライン９を経て添加される。その元々の供給物１とライン９を経て添加 されたプロパンとの混合物中のあらゆるＣ₄および／またはより高級な炭化水素 を加えたプロパンのＭＡＰＤに対する重量比が、前述の安全なレベルに等しいか 、またはそれを超えているほどに十分なプロパンが、この混合物中に存在する場 合には、そのボトム流４の一部として、プロピレンをほとんど、またはまったく 戻さないように、上記分留塔２を運転することができる。 ライン９を経て添加される追加のプロパン流は、上記環境において実用的であ る場合には、幾分かは上記オーバーヘッド流８から形成され、必要に応じて、外 部の出所からの新鮮なプロパンで増量さ れていてもよい。あるいは、実用的な場合には、上記供給流１を生じている分解 炉、または別の分解炉への供給物の一部として、そのオーバーヘッド流８を戻し てもよい。 上記ボトム流４から上記ＭＡＰＤ流を回収するのが望まれない場合には、上記 分留塔２の上流に、好ましくは上記プロパン流９の添加前に、選択的接触水素添 加ユニットを備え、そのＭＡＰＤのいくらかをプロピレンに転化させてもよい。 この場合、ライン９を経て添加されるプロパンの必要量は少なく、そのボトム流 ４を、その選択的水素添加ユニットへの供給物を生じている分解炉、または別の 分解炉に再循環させることができる。このような選択的水素添加ユニットがある 場合でさえ、例えば整備および／または触媒の補充のために、その選択的水素添 加ユニットを取り外すことができるようにするために、前述のように、プロパン の添加が望ましいことがある。 本発明は、以下の実施例により説明され、そこでは、すべての部および百分率 は重量法による。 ナフサの水蒸気分解の生成物から分離された、90.8％のプロピレン、 4.5％の プロパン、 2.7％のメチルアセチレン、 1.8％のプロパジエン、 0.2％のＣ₄お よびより高級な炭化水素という組成を有するＣ₃ 流を、48te/hの速度で、17×10⁵ Pa（17バール）の絶対圧力および45℃の温度において蒸留塔に供給した。25％ 未満のＭＡＰＤを含んでいるボトム流を得るためには、そのオーバーヘッド流が 、39.4te/hで、99.6％のプロピレン、 0.4％のプロパンおよび２ppm 未満のＭＡ ＰＤからなり、そのボトム流が、 8.6te/hで、25％のＭＡＰＤ、23％のプロパン 、１％のＣ₄ およびより高級な炭化水素および51％のプロピレンという組成を有 する混合物からなるように、その蒸留塔を運転することが必要であった。かなり の量（ 4.4te /h）のプロピレンが、そのボトム流に含まれていたことがわかる。 本発明に準じて、95％のプロパンおよび５％のブタンという組成を有するプロ パン含有流を、4.2te/hの速度で、上記蒸留塔への供給前の上記Ｃ₃流に添加した 。結果として、その蒸留塔を運転し、再び同じ百分率のＭＡＰＤを含んでいるボ トム流を生じさせることができ、前と同じ組成、すなわち99.6％のプロピレン、 0.4％のプロパンおよび２ppm 未満のＭＡＰＤからなる43.5te/hのオーバーヘッ ド流、および25％のＭＡＰＤ、69％のプロパン、４％のＣ₄およびより高級な炭 化水素および２％のプロピレンからなる 8.6te/hのボトム流を生じた。 上記オーバーヘッド流として分離されたプロピレンの量が11％増大し、上記ボ トム流がプロピレンをほとんど含んでいなかったことがわかる。 上記ＭＡＰＤは、溶媒抽出により、上記ボトム流から分離することができ、そ のボトム流から抽出されなかったガスは、燃料として有用であった。あるいは、 そのボトム流から抽出されなかったガスを、上記分解炉に再循環するか、または Ｃ₄およびより高級な炭化水素の蓄積を避けるための小規模の浄化を行った後に 、上記Ｃ₃流に再循環することができた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．プロピレン並びにメチルアセチレンおよび／またはプロパジエンを含んで いるＣ₃炭化水素、並びに、存在する場合には、Ｃ₄および／またはより高級な炭 化水素の投入流からの、プロピレンの分離のための方法であり、前記投入流を分 留に付し、前記メチルアセチレンおよび／またはプロパジエン並びに前記Ｃ₄お よび／またはより高級な炭化水素（存在する場合）を含んでいるボトム流から出 て行くオーバーヘッド流として、プロピレンを分離することを含んでいる方法で あって、プロパン含有流を前記投入流に添加し、それにより、プロパンを前記ボ トム流の一部として分離し、そのボトム流のプロピレン含有率を10重量％未満に 維持することができるように、前記投入流に添加するプロパンの量を、前記ボト ム流におけるプロパン、プロピレン、並びにＣ₄および／またはより高級な炭化 水素（存在する場合）の重量が、前記ボトム流におけるメチルアセチレンおよび プロパジエンの全重量よりも大きいようにすることを特徴とする方法。 ２．上記ボトム流のＭＡＰＤ含有率がＸ重量％未満に保たれ、そのボトム流の プロピレン含有率がＹ％未満に保たれている場合に、上記分留への供給物中のあ らゆるＣ₄および／またはより高級な炭化水素を加えたプロパンの量を、その分 留供給物中のあらゆるＣ₄および／またはより高級な炭化水素を加えたプロパン のＭＡＰＤに対する重量比が（100−Ｘ−Ｙ）／Ｘよりも大きいようにする、請 求項１に記載の方法。 ３．上記ＭＡＰＤが上記ボトム流から溶媒抽出により回収される、請求項１ま たは２のいずれか１項に記載の方法。 ４．上記投入流が、炭化水素原料の水蒸気分解の生成物から分離 されたＣ₃炭化水素流成分である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。