Установка и способ производства этилена

(51) 07 2/84 (2006.01) 07 4/04 (2006.01) 07 5/327 (2006.01) 07 11/04 (2006.01) МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ осуществление окислительной конденсации метана,секцию обработки (3) , соединенную с реактором(2), оснащенную для разделения первого массового потока , произведенного во время окислительной конденсации метана, по меньшей мере, на С 1-массовый поток и на этиленового продукта (Р), и секцию разделения (4), соединенную с секцией обработки (3), оснащенную для разделения С 1 массового потока, по меньшей мере, на обогащенный водородом поток продукта (Н) и на обедненный водородом поток остаточного газа . Изобретение предоставляет паровой крекер (5) для получения потока олефин- и водородсодержащего сырого газа (С), который соединен с секцией обработки (3), которая выполнена с возможностью разделения потока сырого газа (С) наряду с первым массовым потокомпо меньшей мере на С 1-массовый поток и на поток этиленового продукта(Р), где установка (1) выполнена с возможностью переработки по меньшей мере части потока остаточного газав ОСМ реакторе (2) в качестве сырья. Изобретение также относится к соответствующему способу производства этилена.(74) Тусупова Меруерт Кырыкбаевна Дюсенов Еркебулан Рамазанович(57) Изобретение относится к установке для производства этилена, содержащей реактор (2),предназначенный и предусматривающий Изобретение относится к установке для производства этилена, в особенности путем окислительной конденсации метана в соответствии с вводной частью п.1 формулы изобретения. Изобретение также относится к способу производства этилена. Такое оборудование включает реактор, в который вводятся кислород и метан, для осуществления окислительной конденсации метана. В этой реакции радикалы метила первоначально формируются при высоких температурах (примерно 600-880 С) в реакторе над каталитической поверхностью(например,двухили многокомпонентным окиднометаллическим катализатором, включающим щелочные элементы,щелочноземельные элементы и/или элементы,отобранные из группы редкоземельных металлов),которые затем повторно объединяются в газовой фазе для образования этана, который преобразуется в этилен при дальнейшем течении реакции, в результате получается первый массовый поток,содержащий, по меньшей мере, этан и этилен. Установка дополнительно содержит секцию обработки,гидравлически соединенную с реактором, и выполненную с возможностью разделения первого массового потока по меньшей мере на С 1-массовый поток,содержащий углеводороды, имеющие один атом углерода, и дополнительно содержащий СО и Н 2, и на поток этиленового продукта. Указанная установка также дополнительно содержит секцию разделения(например,короткоцикловой адсорбер),соединенную с секцией обработки и выполненную с возможностью разделения С 1-массового потока на обогащенный водородом поток водородного продукта и на поток обедненного водородом остаточного газа, который, как правило, сжигается. Способ и аппарат для каталитической конверсии метана в углеводороды, имеющие по меньшей мере два атома углерода, описаны в 9300168. Другой существующий метод получения этилена или олефина - паровой крекинг. Это включает смешивание углеводородсодержащего сырья с паром и, обычно, пропускание сформированного таким образом газа через металлические трубы крекинг-печи для получения эффекта крекинга,указанные трубы нагреваются снаружи горелками для обеспечения необходимой высокой температуры для эндотермического процесса крекинга. Таким образом полученный поток олефини водородсодержащего сырого газа обычно подвергается очистке и фракционированию на желаемые олефины, в частности этилен. Проблема, решаемая данным изобретением,является проблемой дальнейшего улучшения установки и способа типа, процитированного вначале. Эта проблема решается установкой,включающей особенности по п.1 формулы изобретения. Изобретение соответственно предоставляет паровой крекер для получения потока олефин- и водородсодержащего сырого газа,который 2 соединен с секцией обработки, которая выполнена с возможностью разделения потока сырого газа наряду с первым массовым потоком по меньшей мере на С 1-массовый поток и на поток этиленового продукта, где указанная установка также выполнена с возможностью рециркуляции по меньшей мере одной части потока остаточного газа в ОСМ реактор в качестве сырья. Первый массовый поток и поток остаточного газа предпочтительно объединяются в секции обработки, и индивидуальные потоки могут быть предварительно очищены перед объединением. С 1-массовый поток и поток этиленового продукта затем предпочтительно удаляются из объединенного потока. Соединение реактора ОСМ с паровым крекером в соответствии с изобретением является преимущественным,так как водород,произведенный при паровом крекинге и переработанный в реакторе ОСМ, обеспечивает энергией в реакторе ОСМ посредством водородного сгорания и также активирует катализатор в реакторе и уменьшает коксование в реакторе. Паровой крекер, который может включать одну или несколько крекинг-печей для парового крекинга, предпочтительно оснащен для крекинга углеводородного сырья, например, этана, пропана,конденсатов природного газа и/или относительно тяжелого сырья, например, лигроина, в присутствии пара, чтобы сформировать сырой газ, содержащий в особенности водород и этилен. Секция обработки, кроме того, предпочтительно оснащена таким образом, что обеспечивает удаление из первого массового потока,произведенного во время окислительной конденсации метана, и из потока сырого газа,произведенного во время парового крекинга,обогащенного этаном и пропаном массового потока,который вводится в качестве сырья в паровой крекер, который так же гидравлически связан с секцией обработки. Кроме того предпочтительно чтобы, когда секция обработки также гидравлически связана с паровым крекером, установка была оснащена для введения, по крайней мере, части потока остаточного газа в паровой крекер, который оснащен для совместного сжигания указанной части потока остаточного газа для обеспечения высокой температуры, требуемой для парового крекинга вышеупомянутого сырья (например, этана и/или относительно тяжелого сырья, например, лигроина) или для внесения вклада в достижение указанной высокой температуры. Установка по изобретению может, кроме того,быть оснащена для переработки подпотока потока водородного продукта в секции обработки, и использования там указанного подпотока, в особенности для гидрогенезирования углеводородов. Проблема, рассматриваемая в изобретении,кроме того, решается способом производства этилена и включает особенности п.7 формулы изобретения. Способ согласно изобретению соответственно включает привнесение кислорода и метана в реактор,осуществление окислительной конденсации метана в реакторе для образования первого массового потока, паровой крекинг углеводород-содержащего сырья в установке парового крекинга для получения потока олефин- и водородсодержащего сырого газа, разделение указанного первого массового потока наряду с потоком сырого газа на поток этиленового продукта и на С 1-массовый поток в секции обработки,разделение С 1-массового потока на поток водородного продукта и поток обедненного водородом остаточного газа в секции разделения и переработку по меньшей мере под-потока потока остаточного газа в реакторе в качестве сырья. Предпочтительно дополнительно удалить из указанного первого массового потока, и/или потока сырого газа обогащенный этаном и пропаном массовый поток, который поступает в устройство парового крекинга в качестве сырья. Является предпочтительным,когда дополнительно по меньшей мере под-поток потока остаточного газа совместно сжигается для получения тепла для указанного парового крекинга. Является тем более предпочтительным, когда под-поток потока водородного продукта перерабатывается в секции обработки с целью использования там,например,для гидрогенезирования углеводородов. Для раскрытия дальнейших деталей и преимуществ изобретения теперь будет более подробно описан иллюстративный вариант осуществления изобретения со ссылкой на фигуру и относящееся к нему описание. Фиг.1 схематическая диаграмма установки и способа по изобретению для производства этилена. Фиг.1 показывает установку 1 для производства этилена, которая включает реактор 2 для осуществления окислительной конденсации метана(известный как ОСМ реактор), секцию обработки 3,секцию разделения (например, короткоцикловой адсорбер) 4 и установку парового крекинга 5,содержащую по крайней мере одну крекинг-печь. СН 4 и О 2 вводятся в реактор 2 для осуществления окислительной конденсации метана при повышенных температурах над каталитической поверхностью в реакторе 2. Это формирует первый массовый поток , содержащий, среди прочего,этилен и этан. Установка 1 дополнительно включает паровой крекер 5, в который вводится сырьесостоящее из,например, этана и/или лигроина и пара, указанное сырьеподвергается крекингу в установке парового крекинга 5 для производства потока сырого газа С,содержащего,среди прочего,олефины,в особенности этилен и водород. В аппарате обработки 3, расположенном снизу от реактора 2, указанный первый, произвольно предварительно очищенный, массовый потоки,произвольно предварительно очищенный, поток сырого газа С объединяются и разделяются на С 3 массовый поток (углеводороды, включающие три или больше атома углерода), поток этиленового продукта Р, обогащенный этаном и пропаном массовый потоки С 1-массовый поток С 1-массовый поток вводится в секцию разделения 4,чтобы получить поток водородного продукта Н. Обогащенный этаном и пропаном массовый поток , удаленный в аппарате обработки 3,переходит в установку парового крекинга 5 в качестве дополнительного сырья. С 1-массовый поток разделяется на поток водородного продукта Н и на обедненный водородом поток остаточного газа С в секции разделения 3. Это может быть осуществлено,используя, например, короткоцикловую адсорбцию,при которой С 1-массовый поток проходит через, по крайней мере, один поглотитель при повышенном давлении, таким образом, что водород проходит по крайней мере через один поглотитель, чтобы сформировать указанный поток водородного продукта Н и относительно тяжелые компоненты,например СН 4 и СО, адсорбируются по крайней мере одним поглотителем и десорбируются при относительно низком давлении, для получения обедненного водородом потока остаточного газа С(который содержит, в частности, также водород от подпотока потока водородного продукта Н, который использовался, чтобы произвести чистку по крайней мере одного поглотителя). Поток остаточного газа С затем возвращается в реактор 2 в качестве сырья. Часть потока остаточного газаможет, кроме того, быть направлена в установку парового крекинга 5 для совместного сжигания для выработки тепла,требуемого для парового крекинга или для способствования получению указанной высокой температуры. Предпочтение, кроме того, дается совместному сжиганию с использованием СН 4,который может быть отведен вверх от реактора 2. Наконец, часть потока водородного продукта Н может использоваться, чтобы гидрогенезировать компоненты первого массового потокаи/или потока сырого газа С (например, в секции обработки 3). Список ссылочных позиций 1 Установка 2 Реактор ОСМ 3 Секция обработки 4 Секция разделения (например, короткоцикловой адсорбер) 5 Установка парового крекинга Е Сырье для парового крекингаПервый массовый потокВодородсодержащий поток остаточного газаОбогащенный этаном и пропаном массовый потокОлефин- и водородсодержащий поток сырого газа Р Поток этиленового продуктаПоток водородного продукта ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Установка для производства этилена,содержащая реактор(2),предназначенный и предусматривающий осуществление окислительной конденсации метана,- секцию обработки (3), соединенную с реактором (2), оснащенную для разделения первого массового потока , произведенного во время окислительной конденсации метана на, по меньшей мере, С 1 -массовый поток и на поток этиленового продукта (Р) и- секцию разделения (4), соединенную с секцией обработки (3), оснащенную для разделения С 1 массового потока, по меньшей мере, на богатый водородом поток продукта (Н) и обедненный водородом поток остаточного газа ,отличающаяся тем, что установка оборудована паровым крекером (5) для получения потока олефин- и водородсодержащего сырого газа (С), который соединен с секцией обработки (3), которая выполнена с возможностью разделения потока сырого газа (С) наряду с первым массовым потокомпо меньшей мере на С 1 массовый поток и на поток этиленового продукта(Р), где установка (1) выполнена с возможностью переработки по меньшей мере части потока остаточного газав реакторе (2) в качестве сырья. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что паровой крекер (5) оснащен для крекинга в присутствии пара сырья , состоящего из одного или нескольких из нижеследующих веществ этана,пропана, конденсатов природного газа и лигроина,для получения указанного потока сырого газа (С). 3. Установка по п.п.1 и 2, отличающаяся тем,что секция обработки (3) дополнительно оснащена для удаления обогащенного этаном и пропаном массового потока из первого массового потока, произведенного во время окислительного связывания метана, и/или из потока сырого газа (С). 4. Установка по п.3, отличающаяся тем, что секция обработки (3) соединена с паровым крекером(5) таким образом, что названный обогащенный этаном и пропаном массовый поток из секции обработки (3) может быть направлен в паровой крекер (5) в качестве сырья. 5. Установка по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что секция разделения (4) соединена с паровым крекером (5) таким образом, что по меньшей мере часть потока остаточного газаможет быть направлена в паровой крекер (5), где паровой крекер (5) оснащен для сжигания указанной части потока остаточного газа ( ) в паровом крекере (5) для получения тепла. 6. Установка по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что секция разделения (4) является секцией короткоцикловой адсорбции, оснащенной для разделения С 1 массового потока на богатый водородом поток продукта (Н) и обедненный водородом поток остаточного газаспособом короткоцикловой адсорбции. 7. Способ получения этилена, в частности, с использованием установки по любому из предшествующих пунктов, включающий- введение кислорода и метана в реактор (2),- осуществление окислительной конденсации метана в реакторе (2) для получения первого массового потока ,- паровой крекинг углеводород-содержащего сырьяв паровом крекере для получения потока олефин- и водородсодержащего сырого газа (С),- разделение указанного первого массового потоканаряду с потоком сырого газа (С) на поток этиленового продукта (Р) и С 1 - массовый поток в секции обработки (3),разделение С 1 -массового потока на поток водородного продукта (Н) и на обедненный водородом поток остаточного газав секции разделения (4) и- переработку по меньшей мере части потока остаточного газав реакторе (2) в качестве сырья. 8 . Способ по п.7, отличающийся тем, что он дополнительно включает удаление из указанного первого массового потокаи/или потока сырого газа (С) в секции обработки (3) богатого этаном и пропаном массового потока ( ), который поступает в паровой крекер (5) в качестве сырья. 9. Способ по п.7 или п.8, отличающийся тем,что по меньшей мере под-поток потока остаточного газасжигается в паровом крекере (5) для получения тепла для парового крекинга. 10. Способ по любому из п.п.7-9,отличающийся тем, что С 1 - массовый поток разделяется на богатый водородом поток продукта(Н) и обедненный водородом поток остаточного газа способом короткоцикловой адсорбции в секции разделения (4). 11. Способ по любому из п.п.7-10,отличающийся тем, что сырьедля парового крекинга состоит из одного или более из нижеследующих веществ этана,пропана,конденсатов природного газа и/или лигроина.