JPS60228432A - 原料ｃ↓２流からアセチレンを除去する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 を行ない（ｓｃｒｕｂｂｉｎｇ）、そして更にこの吸収
カラムの中へ、液体の、実質的にアセチレンを含まない
Ｃ２流を供給して入れることにより、原料Ｃ２流からア
セチレンを除去する方法に関する。

エタン、プロパン、液化ガス、ナフサ、ガスオイル等の
如き炭化水素の熱クラッキングによるエチレンの製造に
おいては、少量のアセチレンもまた生成される。かかる
熱クラッキングの間に得られるガス混合物の分離により
、同数の炭素原子を有する炭化水素群からなる留分が得
られ、従ってＣ２留分にはエタンおよびエチレンと共に
アセチレンも含有され、純粋なエチレンを得るためには
更に什上げ処理をしなければならない。

エチレンは、エチレン化反応、オリゴマー化反応および
殊に重合用に、工業的に大きな規模で使用されている。

そのエチレンにはかなりの純度要求が課されており、例
えば、重合用のエチレンのアセチレン含有率は、５ｐｐ
ｍより多くてはならない。

この純度は２種類の方法で達成し得る。−・つの方法は
Ｃ２留分の仕上げの間の種々の時点におけるアセチレン
の選択的水素化であり、第二の方法は選択的吸収剤の助
けをかりたアセチレンの吸収であり、それによってこの
ものは残存するエチレン／エタン混合物から分離し去ら
れる。アセチレンの選択的水素化は装置にはより少しの
費用しか必要としないが、エチレンの幾らかのものが過
度の水素化によってエタンとして失われるという欠点を
も有している。他方、より高い費用を装置にかけた上記
の吸収によるアセチレンの除去は、エチレンが全くエタ
ンに転化されないこと、およびアセチレンを価値の高い
原材料として純粋な形で得ることができるという特長を
有している。

原料Ｃ２流から吸収によってアセチレンを除去すること
は公知であり、添付した第１図を用いて例示し得る： 吸収法は、主要な装置としては、吸収カラム（１）、ア
セチレンに富む吸収剤用の再生カラム（２）、コンデン
サー（３）および（４）および冷却器（５）、再生され
た吸収剤およびアセチレンに富む吸収剤の間の熱交換の
ための熱交換器（６）および（７）、ここで富化された
再生剤は膨張装置（２１）中で吸収カラム中の圧力より
低い圧力の方へ下げられるものとし、そして更に、再生
カラム（２）を加熱するためのりボイラー（８）を有す
る。わかりやすくするために、本分野の熟達者にはなじ
みの、ポンプおよびその他の随伴する装置は、第１図か
らは省略した。

第１図の材料の流れは、吸収カラムの底の中へガス状で
供給され下に向かって流れる吸収剤（ｌＯ）によって向
流中でアセチレンを除去される原料のアセチレン含有Ｃ
２流（９）であり、吸収カラム（１）の頂部生成物（１
１）の一部は、アセチレンを含まないエチレン／エタン
混合物（１２）として更に仕上げをする方へ通され、そ
して、一部は、凝縮後、還流（１３）として吸収カラム
（１）の上へ再導入され、アセチレンに富み、吸収カラ
ム（１）の底で得られる吸収剤（１４）は、再生された
吸収剤によって熱交換器（６）の中で加温され、溶解さ
れたガスの幾らかのもの、好ましくはエタンおよびエチ
レンは、追い出されて吸収カラム（１）の低部分へガス
流（１６）として、再循環され、この段階でアセチレン
で富化されている吸収剤（１５）は、膨張装置（２２）
の中で下方へやられ、熱交換器（７）の中で新たに熱交
換された後、再生カラム（２）へ通入し、再生カラム（
２）のアセチレンに富む頂部生成物（１７）は（４）の
中で冷却され、流れ（１８）はアセチレンまで仕上げる
ために取り出され、凝縮析出した吸収剤（１９）は再生
カラム（２）へ再循環され、（２）の底で得られた再生
吸収剤（２０）　（７）−６１１１１”１“−６°）Ｉ
＆１ｍ’Ｌｒ　。

（２）まで流れ（２１）として再循環され、そして一部
は熱交換器（７）および（６）を経由して（１）まで流
れ（ｌＯ）として再循環され、ここで必要とされる温度
は（５）の中で達成される。

Ｌ記の吸収法は、高い発展段階に達している。

それでもやはり、Ｃ２還流（１３）が必要であるという
ことは、この方法のかなりの欠点である。

−・つの面では、この還流は吸収カラムに０２物質によ
る負荷を追加的にひき起す。更に、吸収カラム中に、還
流部位と吸収剤の供給点の間の遷移点で不安点な操作条
件が起り、これらのことにより、吸収カラムをよいり高
い負荷にかけると、フラッディングがひき起される。信
頼ある操作を確実にするためには、このフラッディング
点から適当な距離を維持することが従って必要であり、
これは、現存する装置においては容量の制約をひき起し
、新しい装置においてはより大きな装置の必要をひき起
す。更に、還流（１３）に使用される凝縮液は温度／圧
力平衡にあり、このことは、圧力または温度のごく僅か
な変動が還流用の供給ポンプの吸引側に液体のフラッシ
ュをひき起すことを意味し、かかるフラッシュはポンプ
のキャビテーションをひき起す。かかるキャビテーショ
ンは、ポンプの損耗の加速をもたらすだけではなく、吸
収カラムの上への還流を停止させる。還流の停止トの結
果として、吸収カラムの温度が急激に上昇して、従って
アセチレンが頂部生成物に出ていく。そのような場合に
は、アセチレンによって汚染されているエチレン生成物
は、全部、アセチレン仕様極限を超えているので、次に
無用のものとして燃焼させねばならない。

上記の異常を抑制するための試みが、例えば吸収剤をエ
チレンで予備飽和させること、吸収カラムの温度プログ
ラムを変化させること、または抗発泡剤を添加すること
によって、既になされてきた。しかし、上記の解決の試
みは全て不成功であった。

本発明において、液体の、実質的にアセチレンを含まな
いＣ２流を吸収カラムの中へ供給して入れることによっ
て、吸収カラムの頂部における還流の量がかなり低減で
き、完全に不要なものとすることさえでき、従って上記
の欠点が低減されるか或いは完全に除かれ得ることが、
驚くべきことに見出された。

本発明は、かくて、吸収カラム中で吸収剤を用いて洗浄
することによって原料Ｃ２流からアセチレンを除去する
方法にして、液体の、実質的にアセチレンを含まないＣ
２流を、原料Ｃ２流の供給点と吸収剤の供給点の間で、
吸収カラムの中へ供給することを特徴とする方法に関す
る。

液体エタン、液体エチレンまたは液体エタン／エチレン
混合物が、液体の、実質的にアセチレンを含まないＣ２
流として好適である。上記の物質は、２％までのアセチ
レン、好ましくは１％までのアセチレン、そして殊に好
ましくは００１％までのアセチレンを含有し得る。かか
るＣ２流は、エチレンを製造するためのプラントの中の
多くの点で入手することができ、例えば、メタンカラム
の底部生成物、エチレンカラムの加熱からの凝縮液、吸
収カラムの頂部生成物の凝縮液およびエチレンの製造の
際に得られる。純粋のエチレンもしくはエチレンを実質
的に含まない、エタンがある。エタン／エチレン凝縮液
、例えば吸収カラムのそれ、または純粋のエチレンは、
殊に容易に入手することができるので、本発明に従うＣ
２流として使用される。エチレン製造の文脈でバラスト
物質と見なされるべき異物質は、純粋のエチレンと共に
何も供給されないので、純粋のエチレンの使用が本発明
では殊に好ましい。

本発明に従って使用すべき、かかる液体Ｃ２流は、−１
００℃乃至−３０℃の温度を有し、かかるＣ２流を上記
温度で液化するのに必要とされる圧力には少なくとも相
当する圧力下にあるものとする。吸収カラムの温度およ
び圧力条件に相当するＣ２流が、好ましくは使用される
。吸収カラムは、４乃至２０バール、好ましくは５乃至
１５バールの範囲の圧力のもとで、精製すべき原料Ｃ２
流のそれに付随する、飽和蒸気温度において操作される
が、この温度範囲は約−７４℃から約−３０℃まで変化
する。上記の環境下では、本３明に従って供給されるべ
き液体Ｃ２流は、吸収プラム中で支配的な圧力水準より
高い圧力水準かｆ取り出すのが再び好ましく９この手段
により、０給ポンプを省くことができ、これは、その吸
引頓におけるどんなキャビテーション現象も上述の聞書
も避けられるということを意味している。

本発明に従って供給されるべき液体Ｃ２流は。

原料Ｃ２流の量を基準として、１〜４％、好ましくは１
６３〜３．３％、殊に好ましくは１．５〜２．５％の量
だけ、吸収カラムの中へ供給される。吸収カラムが、従
ってまた供給されるべきＣｔＮｔが、飽和蒸気温度の上
述の範囲の低い側の温度にある場合は、供給すべき液体
Ｃ２流の量は−に述の範囲の低い方の部とすることがで
き、そして逆もその通りになる。

液体の、実質的にアセチレンを含まないＣ２疏は、本発
明に従い、吸収カラムの中へ、原料Ｃ２流と吸収剤の供
給点の間で供給される。全体で５〜３０枚のトレー、好
ましくは５〜２０枚のト１　レーを有する吸収カラムが
本発明では使用される。原料の０２流は１本発明では、
最初のトレー１　の下方、或いは第一〜第五のトレー」
−１好ましく１　は最初のトレーの下方で供給される。

熱交換器［（６）の中の底部吐出（１４）から放出され
た再循環ガス（１６）もまた、原料の０２流とは独立に
、最初のトレーの下方、或いは第一−−〜第五のトレー
において、好ましくは最初のトレーの下方で供給される
。

吸収剤はカラムの頂部端から二番目〜六番目のトレーに
おいて供給される。

本発明に従う、液体の、実質的にアセチレンを含まない
Ｃ２流は、ここで、吸収カラムの第二のトレーから吸収
剤の供給点の下方までの点で供給して入れられ、原料の
０２流は、上記の説明に一致した形で、本発明に従う液
体Ｃ２流の下方で尚も供給される０本発明に従う液体Ｃ
２流は、吸収剤の供給点より下少なくとも３トレーにお
いて。

奸ましくは供給される。

本発明に従う方法において、吸収カラムは、通常の方法
における如く、頂部で還流させつつ操作させることがで
きる。しかし、この還流は、好ましくは、従来必要と見
なされていた量と比較して低減させる０Ｍ流を減少させ
る量として好適なものは、少なくとも、本発明に従って
供給されるべき、液体の、実質的にアセチレンを含まな
いＣ２疏に相当する量とする。もし、例えば、全０２ス
ループツトの１０〜１５％の吸収カラム上への還流が、
アセチレン含有率の観点で仕様に合うエチレンに到達す
るのに必要であると見なされ、供給される、液体の、実
質的にアセチレンを含まないＣ２流の速度が、全０２ス
ループツトの１〜４％という、上記の速度に設定されて
いるとすれば、吸収カラムの頂部における還流ｊよ、本
発明に従う方法の文脈の中では、全０２スループツトの
６〜１４％という値にまで低下させ得る。しかし、他の
好ましい変形法においては、還流は、未発明に従って供
給される液体０２流に相当する量よりも多くの量で低減
され、例えば１本発明に従って供給される液体Ｃ２流の
量の１−１０倍だけ低減されるが、この範囲の上限値（
因子ｌＯによる低減）は、例えば、全Ｃ２供給の１０％
（１５％）の水準の還流が通常の方法の変種では必要と
見なされ、本発明に従って供給される液体Ｃ２流の量が
全０２スループツトの１％（１，５％）の水準に設定さ
れたとした場合を表わすものである。この極端な場合に
は、これまで必要と見なされてきた還流は、かくて完全
に省略される０本発明において、この変形を用いて、つ
まりこれまで必要とされてきた還流を完全に省略して、
優秀な結果が得られ、従って、還流の完全な省略が本発
明に従う方法の殊に好ましい変種を表わすということが
、驚くべきことに見出された。

可能な吸収剤は、エチレンおよびエタンに対して優先的
に、アセチレンについて選択的な溶解力を有するもの全
てであり１例えばＮ−アルキルピロリドン類、例えばＮ
−メチル−２−ピロリドン、ジアルキルホルムアミド類
、例えばジメチルホルムアミドもしくはジエチルホルム
アミド、および低級脂肪族ケトン類、例えばアセトンも
しくはメチルエチルケトンである。これらの選択的溶解
吸収剤が、吸収カラムの望みの操作温度以上の融点を有
する場合は、吸収剤は低沸点の低級脂肪族アルコールと
の混合物として、例えばメタノール、エタノール、ｎ−
プロパツール、ｉ−プロパツール、ｎ−ブタノールまた
は５ｅｅ−ブタノールとの混合物として使用し得る０選
択的溶解吸収剤との混合物の中での上記の低沸点アルコ
ールの含有率は、公知の如く、５〜３０重量％とするこ
とができる。

本発明に従う方法は、これまで可能とは考えられなかっ
た以下の利点を有する： １、吸収カラム上への還流は、低減されるか或いは完全
に省略し得る。

？、上記１．との関連で１本発明に従って供給される液
体Ｃ２流の量が、これまで必要と考えられてきた還流よ
りもかなり小さいので、アセチレンを除去するためのエ
ネルギー消費が、殊に、好ましい変形法では、低減され
得る。

３、Ｍ流を低減させ、或いは完全に無くすることによっ
て、さもなければより高い負荷のもとでカラム中に観測
されるフラッディングが、低減或いは完全に除かれ、こ
れによってより信頼できる操作手順が確立される。

４、）：記３．との関連で、吸収カラムの容量は、同じ
分離効率に対して、少なくとも６％、多くの場合的１６
％、もとの名目容量よりも増加させることができる。

５、新規な装置においては、上方の還流トレー類、頂部
生成物用のコンデンサーおよび還流ドラムが、付随する
ポンプも含めて省略でき、これは投資コストが低減され
ることを意味する。

６、もし本発明に従うＣ２供給液が、吸収カラム中の圧
力水準よりも高い圧力水準を用いて、プロセスのある段
階から取り出されるとすれば、ポンプ配給は無くするこ
とができ、このことは、公知の欠点、例えばポンプの吸
引側におけるキャビテーションが除去されるということ
を意味している。連続操作の信頼性もまたこれによって
顕著に高められ、発熱量のみが信用できるという困難な
場合には仕様に合わない、例えばエチレンの転化による
生成物の変衰が、避けられる。

７、吸収カラムのアセチレンを含まない頂部流は、還流
が低減され或いは完全に無くされると、より高い温度を
もって得られ、引き続いてのエチレン−エタン分離に対
して付加的なエネルギー上の利点を提供し、従って、頂
部流はこれまでの如く約−４８℃ではなく、本発明に従
う方法では約−３０℃の温度をもって得られ、エチレン
／エタン混合物は一般にエチレン／エタン分離へガス状
で供給されるので、もはや凝縮させる必要がないという
ことが期待できる。

本発明に従う方法の一般的な具体例は第２因によって示
される。第２図は吸収カラム（１）のみが含まれている
が、これには、第１図で示されたものの如き再生カラム
（２）が、何も改変されない形で接続される。装置およ
び物質流が第１図に示されるものと一致する場合は、こ
れらのものに同じ番号をつけた。第１図の追加として、
本発明に従って供給されるべき、液体の、実質的にアセ
チレンを含まないＣ２流が第２図中に（２３）として示
されている。（１）の上への還流（１３）および熱交換
器（３）は、前記に従って、望みの如く低減或いは完全
に省くことができるので、第２図では破線を用いて示さ
れている。

実〕１例」２（比較用） 年産３６６．４００　）ンのエチレンという設計容量を
もつ、エチレン製造用の現存する熱クラッキングプラン
ト内で、重量比８５／１５のＮ−／１チルピロリドン（
ＮＭＰ）／メタノール混合物でアセチレンを除去する。

吸収カラムは２４段のバブルトレーを有し、２つのカラ
ム部分に分割される。底部の１９段のトレーの上に、Ｅ
昇する原料Ｃ２流に対して向流に吸収剤が頂部から下疏
へと流れ、　・方、アセチレンを含まないＣ２頂部凝縮
液は、還流として頂部５段のトレーの上へ通される。原
料Ｃ２流の供給に対する５５トン／時という設計値が２
％より多く超過された時は、吸収カラムが直ちにフラッ
ディングを起し、従って、仕様に合わないエチレンは燃
料ガスとしてしか使用できないので、製造が困難となり
生成物の損失が起った。ここでの還流は６．６トン／時
であった。

夾惠舅ヱ（本発明に従う） 実施例１と同じ吸収カラムにおいて、吸収剤ＮＭＰ／メ
タノールを前の如＜１９９番目トレーに導入した。１．
２トン／時の速度の純粋のエチレンの液体流を１２番目
のトレーの所で導入した。

還流は完全に省くことができた。原料Ｃ２流の供給は、
カラムのフラッディングを起すことなく、６４トン／時
まで高めることができた。スループントの上昇は、年産
４２６，４００トンのエチレン主席に相当する。

【図面の簡単な説明】

第１図は原料Ｃ２流からアセチレンを吸収除去するため
の公知の装置の概略を表わす図であり、第２図は本発明
に従う方法を実際に行なわせるための装置の具体例の概
略を表わす図である。 特許出願人　ニー・ラニー・エルデールヘミイ争ゲゼル
ンヤフトＯミツト・ベシュレ ンクテルφハフツング 第１頁の続き ＠発明者　力ルルーハインツ・ハ　ド ーゲン　− ０発　明　者　クラウス−ベーター・　ドハンブロツク
　ン イッ連邦共和国デー５０９０レーフェルクーゼン３・レ
ーナミューレ　６６ イツ連邦共和国デー５０２４プルハイム・アドルフフオ
ンメクエルーシュトラーセ　８５

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、吸収カラム中で吸収剤を用いて洗浄することによっ
   て原料Ｃ２流からアセチレンを除去する方法にして、液
   体の、実質的にアセチレンを含まないＣ２流を、原料Ｃ
   ２流の供給点と吸収剤の供給点の間で、吸収カラムの中
   へ供給することを特徴とする方法。 ２、供給すべきＣ２流としてエチレン、エタンまたはエ
   チレン／エタン流を使用する特許請求の範囲第１項記載
   の方法。 ３、純粋のエチレンを使用する特許請求の範囲第１項記
   載の方法。 ４、液体Ｃ２流の割合が原料Ｃ２流の１〜４重量％であ
   る特許請求の範囲第１項乃至第３項記載の方法。 ５、液体Ｃ２流の割合が原料Ｃ２流の１．３〜３．３重
   量％である特許請求の範囲第１項乃至第３項記載の方法
   。 ６、液体Ｃ２流の割合が原料Ｃ２流の１．５〜２．５重
   量％である特許請求の範囲第１項乃至第３項記載の方法
   。 ７、吸収カラムの上への吸収カラムの頂部生成物の還流
   が、少なくとも供給して入れられるＣ２流の量低減され
   る特許請求の範囲第１項乃至第６項記載の方法− ８、還流なしで遂行される特許請求の範囲第１項乃至第
   ７項記載の方法。 ９、引き続いての吸収カラムの頂部生成物の仕上げプロ
   セスにおいては、吸収カラムにおける圧力よりも高い圧
   力のもとにあるＣ２流を供給して入れる特許請求の範囲
   第１項乃至第８項記載の方法。