专利名称：回收乙烯的开环混合冷冻剂循环的制作方法
本申请是1994年2月4日提交的美国专利申请案08/192，025号的部分继续申请。
本发明是关于在冻温下从轻气体中回收乙烯，特别是关于对此种回收提供冷冻的开环混合冷冻剂循环。
从粗制轻羟气体混合物中回收乙烯在经济上是重要的，但为一种消耗高度能源的工艺。冷冻分离方法通常被采用，此方法需要在低温大量的冷冻，在石化工业领域中寻求降低此冷冻所需消耗能能源的办法一直是很重要。
从轻气体混合物回收乙烯，例如烃裂化器产生的裂化气体，其中含有不同浓度的氢、甲烷、乙烷、乙烯、丙烷、丙烯及少量碳数较高的烃、氮及微量其它成分。冷凝及分馏这些混合物所需的冷冻通常是在连续较低温度范围藉周围冷却水、丙烯及乙烯的闭循环系统及将该分离工艺所产生的被加压轻气体膨胀或焦耳-汤姆生(Joule-Thomson)膨胀来提供。多年来已有多种设计使用这些冷冻型态，代表性的例子例如美国专利第3，675，435号，4，002，042号，4，163，652号，4，629，484号，4，900，347号及5，035，732号。
混合冷冻剂系统可以与上述冷冻方法的一种或多种进行结合来改进乙烯回收的整体能源效率。这些系统的混合冷冻剂一般包含甲烷、乙烷、乙烯、丙烷、丙烯及选择性的其它轻成分。混合冷冻剂具有在一温度范围内所想要的冷凝性质，从而可设计出在热力学上比单一冷冻剂系统更有效率的热交换系统。
美国专利第4，072，485号描述了一种闭环混合冷冻剂循环，用于在天然气加工装置中提供低温水平冷冻，或在使用有一个或多个部分冷凝区来冷却进料气体的乙烯装置的冷冻段中提供低温水平冷冻。在此循环中，该混合冷冻剂在接近常温下以冷却水或空气加予部分冷凝，接着以数个阶段的丙烷或丙烯冷冻将其完全冷凝(+50°F)及过冷至约-25°F。于乙烯装置操作中，随后将该混合冷冻剂利用来提供在-40°F至-148°F范围间的冷冻，亦即将其限制在它所取代的乙烯冷冻的相同温度范围内。用于乙烯装置的此循环的一特定例子被描述于Victor Kaiser等人之论文“Mixed Refrigerant for Ethylene”中，发表在Hydrocarbon Processing期刊1976年10月那一期的120-131页。
美国专利第4，720，293号描述了一种从炼厂废气(off-gas)中回收乙烯的工艺，其中应用了一种闭环混合冷冻剂循环。于此工艺中，该混合冷冻剂被使用在一单热交热器中以提供在一相当温暖温度范围(+60°F至-85°F)的冷冻。较低温度的冷冻是通过被分离的乙烯在低分压及高总压下蒸发来提供，和通过轻气体(它们通常与乙烯一同被排斥作为燃料)的膨胀功来提供。
从以上传统工艺的描述可知，因为该丙烯/乙烯串级系统(cascade system)对进料气体的冷却及对脱甲烷塔冷凝器的冷冻不能提供低于-150°F的冷冻，因此，进料气体的冷却及甲烷脱除必须在450至650psia的压力范围内进行以便获得高的乙烯加心率(99%或更高)。乙烯装置的其它过程流所能提供低于-150°F的进料冷却的冷冻量受到操作约束条件的限制，例如受回收的高压氢的量及燃料系统的压力的限制。这些约束条件限制了所能产生的膨胀器冷冻的量，进而限制了乙烯回收率。在进料气体的冷冻串列(chilling train)及在脱甲烷塔中需要介于450及650psia的压力才能使大部分的乙烯在高于-150°F的温度冷凝，也才能在较冷温度下有足够燃料气体膨胀冷冻来冷凝大部分的残留乙烯并且在脱甲烷塔塔顶蒸气中达到低的乙烯损失。
将改良的混合冷冻剂循环与传统的中等及低的温度冷冻结合可保证在乙烯回收中进一步降低能源消耗。特别是，最好是将高乙烯回收率所需的最低温度的冷冻效率加予提高。在以下说明书所描述的及所附权利要求所定义的本发明提从了一种有效率回收乙烯的独特开环混合冷冻循环。
附图所示之本发明为一种乙烯回收的冷冻方法，其中将含乙烯的混合气体流(包含氢、甲烷、乙烷及乙烯)在一冷进料冷凝区101中冷却以至少产生一种冷进料冷凝物5及一种轻气体流3。该冷进料冷凝物5通过在一混合冷冻剂冷却区107与一种或多种冷过程流非直接热交换而被过冷，以产生一过冷冷凝物11。将该过冷冷凝物11的第一部分13闪蒸(fiashed)而所产生的闪蒸流15则通过非直接热交换对至少一个脱甲烷塔提供塔顶冷凝器(overhead condenser)的冷冻，它将所产生的闪蒸流15加温并且至少部分蒸发而产生一种脱甲烷塔顶冷凝器冷冻剂流出流17。将该过冷冷凝物11的第二部分19闪蒸并通过在该冷进料冷凝区101中进行非直接交换而提供冷却该含乙烯的混合气体流及冷凝其中一部分所需的冷冻的至少一部分，它加温并至少部分蒸发该过冷冷凝物的第二部分19而产生一种冷进料冷凝区冷冻剂流出流9。
该含乙烯混合气体流一般含有乙烯、氢及C1至C3烃。该冷进料冷凝区101包含至少一个分凝器(dephlegmator)，或至少一个部分冷凝器(partial condenser)，或它们的组合。
选择性地，将该过冷冷凝物11的第三部分闪蒸并且通过在该混合冻剂冷却区107中进行非直接热交换而提供过冷该进料冷凝物5所需的冷冻的至少一部分，它加温并至少部分蒸发该所产生的闪蒸过冷冷凝物23。在该混合冷冻剂冷却区107中的冷却较适宜的是通过从该一个或多个脱甲烷塔的轻塔顶产品(overhead product)的至少一部分被膨胀所作的功来提供。进一步的冷却选择性的由一种富氢蒸气流及一种或多种富甲烷流来提供，这些流是将该轻气体流3的至少一部分进一步冷却及部分冷凝来获得。
将开环冷冻提供给脱甲烷塔顶冷凝器111及该进料冷却与冷凝步骤，是通过将一种或多种混合冷冻剂蒸气流在混合冷冻剂压缩区117中压缩，及冷却所得到的该被压缩流而产生一种部分冷凝的混合冷冻剂流33，及通过在该混合冻剂冷却区107中与一种或多种附加冷过程流进行非直接热交换来进一步冷凝该流。将所得到的进一步冷凝的混合冷冻剂35的第一部分39与从该冷进料冷凝区101出来的冷进料冷凝物5合并。将该进一步冷凝的混合冷冻剂35的第二部分41在混合冷冻剂冷却区107中闪蒸及加温以提供冷冻，并从而被蒸发而产生一种混合冷冻剂却区第二流出蒸气43。将该进一步冷凝的混合冷冻剂35的第三部分37放出以回收乙烯产品。
该混合冷冻剂压缩区117的低压流入冷冻剂由该冷进料冷凝区冷冻剂流出流9及选择性地由该混合冷冻剂冷凝区第一流出蒸气18来提供。该混合冷冻剂压缩区117的中压流入冷冻剂由该混合冷冻剂冷却区第二流出蒸气43及选择性地由该混合冷冻剂冷却区第一流出蒸气18来提供。
在另一个实施方案中，送至该冷却料冷凝区101的含乙烯的混合气体进料流51选择性的通过在温进料冷凝区125中冷却该进料气体混合物1并冷凝其中一部分以产生该含乙烯的混合气体进料流51及一种温进料冷凝物49来提供。该温进料冷凝区125包括至少一个分凝器(dephlegmator)，或至少一个部分冷凝器(partial condenser)，或它们的组合。将该温进料冷凝物49闪蒸并通过将所产生的闪蒸的温进料冷凝物50与该进料气体混合物1的非直接热交换以提供将进料气体混合物1冷却及冷凝所需的至少一部分冷冻，从而将该闪蒸的进料冷凝物蒸发而产生温进料冷凝区冻剂蒸气53。由该温进料冷凝区冷冻剂蒸气53将附加的中压流入冷冻剂提供给该混合冷冻剂压缩区117。
选择性地，将该脱甲烷塔顶冷凝器冷冻剂流出流17的至少一部分20与所产生的闪蒸温进料冷凝物50合并来向该温进料冷凝区125提供附加冷冻。
本发明的主要特征为该进料冷却串列(chilling train)，开环冷冻剂循环，及用于分离被冷凝进料液体的下游设备可在150至400psia压力范围内操作，从而当与在450至600psia传统压力下的操作相比，可在下游分离设备以较低冷冻需求及较低固定资本成本获得令人满意的乙烯回收率。
因此本发明利用一种有效率的混合冷冻剂系统来冷凝乙烯进料，其中该系统是在一开环型态下操作，其中该混合冷冻剂是由该含乙烯的进料气体的成分来提供。
图1是本发明的示意流程图，它利用开环混合冷冻剂循环与一个进料冷却及冷凝区。
图2是本发明的示意流程图，它利用开环混合冷冻剂循环与二个进料冷却及冷凝区。
基本上所有乙烯装置，及一些乙烯回收工艺，均使用乙烯-丙烯串级(cascade)冷冻系统来提供乙烯装置所需冷冻的主要量。大部分的丙烯(高水平)冷冻是用于该装置的起初进料预冷及分馏段的数个压力/温度阶段，以将进料气体从常温冷却至约-35°F并将乙烯冷冻剂在约-30°F冷凝。同样地，乙烯(低水平)冷冻是用于该装置的冷冻段的数个压力/温度阶段，以将进料从-35°F冷却至-145°F，以便将大部分乙烯冷凝成送至该一个或多个脱甲烷塔的液态进料型态，及用于至少一个脱甲烷塔的塔顶冷凝器(温度介于-110°F至-235°F)中作为该塔的回流(reflux)。乙烯通常不用于提供低于-150°F的冷冻，因为这样可导致在乙烯压缩机的抽吸处于低于大气压的情况。冷凝进料气体中的残留乙烯所需要的低于-150°F的冷冻主要是由含氢及含甲烷的轻气体流膨胀所作的功来提供，和/或由甲烷冷冻剂的蒸发来提供，该甲烷冷冻剂是先被乙烯冻剂所冷凝。膨胀作功后的气体通常被用作为燃料并且主要由该脱甲烷塔出来的塔顶蒸气(大部分为甲烷)，及任何未冷凝的进料气体(大部分为氢及甲烷)所组成，该未冷凝的进料气体未在该乙烯装置的氢回收段或乙烯回收工艺中加工。也可以从氢回收段所产生的一种或多种富氢及富甲烷流中获得冷冻。
进料气体的冷却及冷凝较适宜的是在一个分凝器(dephlegmator)中分凝(dephlegmation)来完成，该分凝器为一种精馏(rectifying)热交换器，它将该进料气部分地冷凝和精馏。一般来说，该分凝器可产生相当于一般为5至15段的多分离段(multiple separation stages)的分离效果。另一种方法是，进料气体的冷却及冷凝可以在一传统冷凝器中完成，在此处将其定义为一种部分冷凝器(a partial condensor)，其中将进料气体部分冷凝而产生一种气-液混合物，再将该混合物在一简单分离容器中分离成蒸气及液体流。在一个部分冷凝器中可以进行一个单级分离。
从以上所描述的传统工艺过程技术可以知道，进料气体的冷却及脱除甲烷必须在一介于450至650psia的压力范围内进行以便获得高乙烯回收率(99%或更高)，因为丙烯/乙烯串级(cascade)系统不能对进料气体冷却及脱甲烷塔冷冻提供低于-150°F的冷冻。从乙烯装置中的其它过程流所能产生的对进料气体进行低于-150°F冷却的量受到操作约束条件的限制，例如受所获得的高压氢的量及燃料系统的压力的限制。这些约束条件限制了所能产生的膨胀器冷冻的量，它反过头来又限制了乙烯回收率。在进料气体冷却串列及在脱甲烷塔中需要介于450至650psia间的压力，因此可将大部分的乙烯在高于-150°F的温度下冷凝，和因此可提供在较低温下的足够燃料气体膨胀冷冻以冷凝在脱甲烷塔塔顶蒸气中的大部分残留乙烯，和达到低的乙烯损失。
本发明包括一开环混合冷冻剂循环，它设计用来提供乙烯装置或其它乙烯回收工艺的进料气体在约-20°F至-220°F范围内的冷却所需要的冷冻。进料气体的冷却及部分冷凝是在一个或多个进料冷却/冷凝区内进行，较适宜的该等进料冷却/冷却凝区中的至少一个区是一个分凝器(dephlegmator)。另一种情况上，该进料冷却/冷凝区中的至少一个区是一个部分冷凝器(partial condensor)。或者，在该等进料冷却/冷凝区中可使用一个或多个分凝器与部分冷凝器的组合。在具有两个冷却/冷凝区的实施方案中，于其中一较高温的冷却/冷凝区中，例如在一个部分冷凝器中，将所冷凝的液体选择性地进一步过冷、闪蒸至一中等压力(50至250psia)、蒸发及加温以提供该工艺所需要的较高温水平的冷冻。在该较冷的冷却/冷凝区中，例如在一个分凝器中，将所冷凝的液体选择性地进一步过冷、闪蒸至低压(15至50psia)、蒸发及加温以提供该工艺所需要的较低温水平的冷冻。可以加入一个或多个中等程度的进料冷却/冷凝区以产生附加的冷凝进料液体流，进而蒸发及加温此等流(如果情况需要的话，在附加的压力程度下)以提供该过程所需的中等程度冷冻。任何这些被冷凝的进料液体流可以视需要由该开环循环中的附加混合冷冻剂加予补充，以增加任何进料或混合冷冻剂冷却/冷凝区所能获得的冷冻量，或增加脱甲烷冷凝器所能获得的冷冻量。一个或多个脱甲烷塔冷凝器的冷冻可由与任何一个进料冷却/冷凝区或混合冷冻剂冷却/冷凝区串联和/或并联的任何一个冷凝的进料液体流来提供。从进料气体所冷凝的全部液体最终被从该开环循环除去以回收乙烯产品，并通常是在一个分馏装置中分离出来，典型的是先在一个或多个脱甲烷塔中加工以除去甲烷及其它轻气体。
该冷却、冷凝及开环冷冻步骤可较有利地在150到400psia的范围内操作，并且该进料气体混合物能在一介于150至400psia的压力下提供。较适宜的是，进料气体的冷却及冷凝是在分凝器中进行分凝来完成，该分凝器是一种精馏热交换器，它可部分冷凝及精馏进料气体。一般来说，分凝器可产生于一般为5至15段的分离段的分离效果。或者，进料气体的冷却及冷凝也可以在传统的冷凝器中完成，在此将其定义为部分冷凝器，在其中进料气体被部分冷凝而产生一种气-液混合物，此混合物再在一简单分离容器中分离成蒸气及液体流。在一个部分冷凝器可以进行一个单级分离。
本发明的第一个实施方案由图1中之示意流程图详细描述。进料气体混合物1，例如由烃裂化装置出来的裂化气体通过初步冷却及分离所获得的，一般是在-20°F至80°F间的温度及200至550psia间的压力，但亦可在介于150至400psia范围内的压力下提供。该进料气体一般含有氢、甲烷、乙烷、乙烯、丙烷、丙烯及其它低浓度的次要成分。实际的组成依该烃裂化原料及预处理程度而定，典型的组成范围为5至40摩尔%氢、5至40摩尔%甲烷、5至40摩摩尔%乙烯、5至30摩尔%乙烷及低浓度的丙烷、丙烯及较高碳原子数的烃，及低浓度的氮与一氧化碳。进料气体混合物1于冷进料冷凝区101中冷却及部分冷凝，较适宜的是使用分凝器，以产生主要含有氢及甲烷的轻气体3及富C2及较高碳原子数的烃的进料冷凝物5。区101为分凝器103及液体收集器105。冷冻剂流7(随后描述)在分凝器103中通过非直接热交换来提供-180至235°F的冷冻，并被至少部分的蒸发而产生冷进料冷凝区冷冻剂流出流9。在冷进料冷凝区101中，分凝器103以相当于5至15分离段的程度精馏进料混合物1，它降低轻气体流3中的乙烯损失量及降低进料冷凝物5中的较轻成分(大部为甲烷)的含量，从而增加了总乙烯回收率及纯度。温度介于-25°F至-100°F的进料冷凝物5在混合冷冻剂冷却区107中通过与稍后所定义的冷流进行非直接热交换而被过冷以产生温度大约为-175至-225°F的过冷冷凝物11。另一种情况是，冷进料冷凝区101为一种单级部分冷凝器。
过冷冷凝物11的第一部分13经过降压阀109而被闪蒸至15至250psia，所产生的闪蒸流15被提供作为冷冻剂(约-100至-235°F)并被送到脱甲烷塔塔顶冷凝器111，而变成至少部分蒸发的脱甲烷塔顶冷凝器冷冻剂流出流17。该过冷冷凝物11的第二部分经过降压阀113被闪蒸至15至50psia以提供被送至分凝器103的冻剂流7(温度-180至-235°F)。选择性地，该过冷冷凝物11的第三部分经过降压阀115被闪蒸至15至50psia以提供温度-180至235°F的闪蒸过冷冷凝物23，而被作为冷冻剂送至混合冷冻剂冷却区107。由冷过程流25、26及27(通常为-175至-235°F温度)而对混合冷冻剂冷却区107提供附加冷冻，它们对混合冷冻剂冷却区107提供了它们大部分的冷冻。这些在该乙烯装置的其它段所生产(未示出)的冷流可包括从脱甲烷塔出来的作工膨胀的轻气体，由进料气分离出来的作工膨胀的轻气体，以及从该装置的氢回收段出来的冷甲烷及氢流。控制闪蒸的过冷冷凝物23的流量以平衡过冷该高压混合冷冻剂所需的全部冷冻的量，以及补偿冷过程流25、26及27的性质变化。附加的冷过程流(未示出)可用来补充上述冷过程流25、26及27所提供的冷冻。该混合冻剂冷却区107的全部冷冻的一般约60至100%由冷过程流25、26及27所提供;其余的由闪蒸过冷冷凝物23及补充的闪蒸冷冻剂流42提供。
混合冷冻剂冷却区107包括一个或多个传统型态的冷却及冷凝热交换器。
在本发明的此实施方案中的剩余冷冻剂循环包括一个由混合冷冻剂压缩区117驱动的开环混合冷冻剂系统，该混合冷冻剂压缩区117压缩一个或多个从该进料气体所冷凝下来的冷冻剂蒸气流，它们包含甲烷、乙烷、乙烯及碳原子数较高的烃。混合冷冻剂压缩区117区包括一个单级或较适宜的是多级轴心或离心式压缩机。较适宜的是该压缩机为多级式的可操作多道流入流，一般是用导入其第一级的低压蒸气流及导入中间级位置的中压蒸气流。将压力为15至50psia的低压混合冷冻剂蒸气29及选择性的压力为50至250psia的中压混合冷冻剂蒸气31压缩到200至500psia，或选择性地压缩到150至400psia，接着在冷却水交换器119中冷却而产生冷却的压缩冷冻剂32，及进一步在丙烷或乙烯冷冻系统121中冷却并部分冷凝。所产生的部分冷凝混合冷冻剂流33(温度变为约-20至-50°F)在混合冷剂冷却区107中进一步冷却并冷凝，而产生温度为-50°F至-125°F的混合冷冻剂35。
对冷凝合冷冻剂流33的冷冻是部分地通过在混合冷冻剂冷却区107中加温部分蒸发的脱甲烷塔顶冷凝器冷冻剂流出流17以产生混合冷冻剂冷却区第一流出蒸气18来提供。附加的冷冻是由前面所限定的冷过程流提供。
混合冷冻剂35的一部分37，以相等于进料冷凝物5的流量放出用以回收乙烯产品并在该装置的分离段进一步纯化。将另一部分39选择性地与进料冷凝物5合并而对冷进料冷凝区101及脱甲烷塔顶冷凝器111提供附加的冷冻剂。将第三部分41选择性地经过一降压阀125而闪蒸至50至250psia以对混合冷冻剂冷却区107提供附加冷冻。闪蒸部分42的蒸发产生了混合冷冻剂冷却区第二流出蒸气43，它对混合冻剂压缩区117提供至少一部分中压混合冷冻剂蒸气31。
选择性地，将冷冻剂23在混合冷冻剂冷却区107加温以提供附加冷冻并从而产生蒸发的混合冷冻剂24。将蒸发的混合冷冻剂24与冷进料冷凝区冷冻剂流出流9合并以对混合冷冻剂压缩区117提供低压混合冷冻剂蒸气29。当过冷冷凝物13经地降压阀109被闪蒸至中等压力50至250psia时，将混合冷冻剂冷却区第一流出蒸气18与混合冷冻剂冷却区第二流出蒸气43合并而对混合冷冻剂压缩区117提供中压混合冻剂蒸气31。当过冷冷凝物13经过降压阀109被闪蒸至低压15至50psia时，将混合冷冻剂冷却区第一流出蒸气18与冷进料冷凝区冷冻剂流出流9合并(未示出)而对混合冻剂压缩区117提供低压混合冻剂蒸气29。
选择性地，可将冷进料冷凝区冷冻剂流出流9的至少一部分45与部分蒸发的脱甲烷塔顶冷凝器冷冻剂流出流17合并而对混合冻剂冷却区107提供附加的冷冻。如果冷进料冷凝区冻剂流出流9仅被部分蒸发，此选择是较适宜的。
图2显示本发明的另一实施方案，其中冷进料冷凝区101在温进料冷凝区125的后面。进料气体混合物1一般具有-20°F至-80°F的温度及200至550psia的压力，亦可以在150至400psia之间的压力下被提供。进料气体混合物1在温进料冷凝区125中先被冷却至-50°F至-125°F并且部分冷凝，该温进料冷凝区125可以是由冷却交换器127及分离器129所组成的部分冷凝器。部分冷凝的进料47被分成温进料冷凝物49及含乙烯混合气体流51。流51对冷进料冷凝区101提供进料，该冷进料冷凝区101较适宜的是前述图1所描述的第一实施方案的分凝器103。温进料冷凝物49经过降压阀131被闪蒸至50至250psia而产生闪蒸的温进料冷凝物50，此闪蒸的温进料冷凝物50在温进料冷凝区125中通过非直接热交换而对冷却进料气体混合物1提供其所需的至少一部分冷冻。被蒸发的冷冻剂流53对混合冷冻剂压缩区117提供附加的中压混合冷冻剂蒸气31。
选择性地，可将混合冷冻剂液体35的另一部分55经过降压阀133闪蒸并将闪蒸的冷冻剂与降压阀131下游的闪蒸进料冷凝物50合并而对温进料冷凝区125提供附加的冷冻。选择性地，可将部分蒸发的脱甲烷塔顶冷凝器冷冻剂流出流17的至少一部分20与闪蒸的进料冷凝物50合并而对温进料冷凝区125提供附加的冷冻。图2中混合冷冻剂循环的其余部分与图1中相对应的部分基本上相同。
在本发明中将混合冷冻剂液体11过冷至约-175°F至-225°F是对乙烯装置高度有利的，以便提供足够冷的冷冻来将进料气体冷却到-170°F至-220°F，此温度范围为高(99+%)或超高(99.75+%)乙烯回收率所必需的。为了获得此等高乙烯回收率，进料气体在使用传统部分冷凝器的乙烯装置中一般必须冷却至-190°F至-220°F，或在使用分凝器的乙烯装置中必须冷却到-170°F至-190°F。
虽然图2所示的实施方案使用部分冷凝器及分凝器的组合来进行进料冷却及冷凝，但此两型态的冷凝系统的任何组合均可以被利用。另一种情况是，可以应用串联操作的一个或多个部分凝器与一个或多个分凝器的组合。例如，可将三个部分冷凝器或分凝器串联使用;于此选择下，对脱甲烷塔顶冷凝器111的冷冻可通过与对中间部分冷凝器或中间分凝器的冷冻并联的，或与冷部分冷凝器或冷分凝器的冷冻并联的混合冷冻剂流来提供，来与所需的冷冻温度水平进行最好的配合。此外，脱甲烷塔顶冷凝器111可被分凝器所取供或可由分凝器与部分冷凝器的串联操作或其它给合所组成。在任何情况下，这些热交换器的冷冻可由合适的开环混合冷冻剂流所提供以最好的配合温度水平。
选择性地，由该进料气体所冷凝下来的一种或多种不同液体流可在该开环混合冷冻剂循环中被完全地分隔并在各别的压缩机被中完全压缩以便产生两种或多种不同组成的液体流，而作为下游不同操作装置的进料，例如两个脱甲烷塔或一个脱乙烷塔及一个脱甲烷塔。任何未完全蒸发的加温的冷冻剂流9、18、29、31、43及53可以被进一步蒸发以对乙烯回收过程的其它部分提供冷冻，例如一个第二脱甲烷塔塔顶冷凝器或一个温进料冷凝热交换器。
应用丙烯冷冻及本发明的开环混合冷冻剂循环，可提供的冷冻量及最冷温度水平不受所产生的高压H2的量及燃料系统压力的限制。所以，本发明可在比传统乙烯回收系统低得多的进料气体压力下，在150至400psia，达到高水平的乙烯回收率。由该混合冷冻剂循环所提供的较冷冷冻也可以用来降低在该脱甲烷塔塔顶产品中的乙烯量的损失并进一步增加乙烯回收率。此外，由该混合冷冻剂循环所提供的较冷冷冻还可允许下游脱甲烷塔在比传统400至500psia压力水平低的压力下进行操作，该400至500psia压力是当乙烯冷冻被用作为塔顶冷凝器冷冻剂时获得高乙烯率所必需的。在较低压力下，从乙烯及碳原子数较高的烃中分离出甲烷及轻气体是较容易进行的，于是可降低该脱甲烷塔系统中的冷冻需求及设备成本。应用丙烯冷冻及开环混合冷冻剂系统的此种低压进料气体冷却观念也可以用来从炼厂或石化废气(off-has)中回收乙烯、乙烷和/或碳原子数量较高的烃。其它冷冻剂，例如丙烷、氨或各种氟氯烷可以用来取代丙烯以对进料气体预冷及对混合冷冻剂冷凝提供高水平冷冻。一种吸收冷冻系统也可用来补充这些高水平冷冻剂中的任何一种。
此种开环混合冷冻剂循环也可以用来从炼厂或石化废气中回收乙烯乙烷或碳原子数较高的烃。其它冷冻剂，例如氨或各种不同氟氯烷，可用来取代丙烷或丙烯以对进料气体预冷及对混合冷冻剂冷凝提供高水平的冷冻。
实施例进行一项质量及能量平衡以说明图2所描述的本发明实施方案。流量为每小时13，147磅摩摩尔，压力为500psia的含有18摩摩尔%氢、35摩尔%甲烷、36摩摩尔%乙烯及11摩尔%乙烷加碳原子数较高的烃的乙烯装置进料气体混合物1在一个是部分冷凝器的温进料冷凝区125中从-32°F冷却到-75°F。将该部分冷凝的进料流47分离为蒸气流51及液体流49。将含有31.5摩尔%氢、45.5摩尔%甲烷、19摩尔%乙烯及4摩尔%乙烷的蒸气流51在冷进料冷凝区101进一步冷却到-172°F，该冷进料冷凝区101是一个分凝器，以冷凝及精馏大部分残留的乙烯(被回收于进料冷凝物5中)。总的说来，进料气中超过99.75%的乙烯是回收在该两液体流5及49中。亦即，该进料气体混合物1中的乙烯有少于0.25%的部分被流失在分凝器塔顶轻气体流3中。
将在进料热交换器127中冷凝的液体流49闪蒸至180psia而产生温度为-100°F的闪蒸流50，接着在进料热交换器127中蒸发及加温至-35°F并以流53与温度为-35°F的混合冷冻剂蒸气流43合并成为压力178psia的合并流31一起送到混合冷冻剂压缩区117。从分凝器103出来的温度-90°F的进料冷凝物5与温度-80°F的附加混合冷冻剂39合并，再在混合冷冻剂冷却器107中过冷至-180°F而产生过冷混合冻剂11，此过冷混合冷冻剂11被用来提供冷进料冷凝区101的分凝器103及脱甲烷塔顶冷凝器111所需要的低温水平的冷冻。将蒸发的混合冷冻剂流9在-93°F和流18及24在-35°F，合并成压力为28psia的合并流29再送到混合冷冻剂压缩区117。
将开环混合冷冻剂蒸气流29(每小时3720磅摩尔)在-69°F及28psia，和混合冷冻剂蒸气流31(每小时7435磅摩尔)在-35°F及178psia压缩到503psia，并将压缩机出口用热交换器119中的冷却水冷却到100°F。冷却的混合冷冻剂蒸气流32(含有1摩尔%氢、24摩尔%甲烷、57摩尔%乙烯及18%摩尔乙烷加碳原子数较高的烃)在冷冻区121中用多级丙烯冷冻剂进一步冷却到-32°F并将该混合冷冻剂的约83%冷凝以产生流33。然后将流33在混合冷冻剂冷却器107中由加温该乙烯装置的H2回收段所获得的H2及甲烷流25和26，膨胀流27，混合冷冻剂流42及从脱甲烷塔顶冷凝器111出来的混合冷冻剂流17进一步冷却到-80°F(495psia)并且完全冷凝。
将混合冷冻剂液体流35的大约74%(等于从进料气体1被起初冷凝在流5及49中的总量)取出并作为流37送至脱甲烷塔(未示出)。将流41(为混合冷冻剂液体35的约13%)闪蒸至180psia，并在混合冷冻剂冷却器107中蒸发及加温至-35°F以产生蒸气流43。将混合冷冻剂液体35的剩下13%作为流39与从冷进料冷凝区101的分凝器103出来的进料冷凝物5合并，再在混合冷冻剂冷却器107中加温H2、甲烷及膨胀流25、26及27而被过冷至-180°F以产生过冷混合冷冻剂11。将过冷混合冷冻剂11的大约59%作为流19闪蒸至30psia及-200°F，并在冷进料冷凝区101的分凝器103中蒸发及加温至-93°F以产生冷冻剂流出流9。将过冷混合冷冻剂11的剩余41%作为流13，闪蒸至32psia，并在脱甲烷塔顶冷凝器111中蒸发及加温至-135°F以提供该塔的回流(reflux)。将所产生的低压混合冷冻剂蒸气17在混合冷冻剂冷冻器107中进一步加温至-35°F从产生蒸气18，再将其与冷进料冷凝区冷冻流出流9合并成一合并流29，并将合并流29在-69°F及28psia下送入混合冷冻剂压缩区117。将在混合冷冻剂冷却区107中蒸发及加温到-35°F的补充混合冷冻剂流43，与在温进料冷凝区125中蒸发及加温到-35°F的流53合并成流31，并在-35°F及178psia下送入混合冷冻剂压缩区117。于此实施例中，低压混合冷冻剂流23及补充混合冷冻剂20、45及55未被利用。
相对于传统闭环乙烯-丙烯串级冷冻系统，在提供相同量的冷冻将进料气体从-32°F冷却到-172°F及相同的99.75%的乙烯回收率下，本实施例的开环混合冷冻剂-丙烯冷冻系统可节省10%压缩能量。在稍微增加压缩能量下应用本实施例的开环混合冷冻剂-丙烯冷冻系统可将乙烯回收率从99.75%增加到99.9%。此高水平的回收率对于传统的乙烯-丙烯冷冻系统在本实施例的乙烯装置的相同操作结束条件下是不可能达到的。
先前列举的美国专利第4，073，485号(转让给Technip公司)所描述的闭环混合冷冻剂循环是用来在一天然气加工装置或在传统(裂化气)乙烯装置的冷冻段中提供低水平冷冻(低于-40°F)，其中使用一个或多个部分冷凝区来冷却及冷凝将被送到脱甲烷塔的裂化气进料。在'485循环中，该混合冷冻剂在接近常温下用水或空气冷凝过半，并在50°F下用一级或多级温丙烷或丙烯冷冻剂完全冷凝。将该混合冷冻剂液体用一级或多级较冷的丙烷或丙烯冷冻剂过冷到-25°F。于一项乙烯装置应用中，然后将此过冷混合冷冻剂液体分成两部分。将一部分在“二次”或“辅助”热交换器中用冷过程流进一步过冷到-58°F，而另一部分则在“主”热交换器中用返回的低压混合冷冻剂进一步过冷到-148°F。然后将该两种过冷混合冷冻剂流合并，闪蒸到低压，并用来提供-40°F至-148°F温度范围的冷冻，亦即将此混合冷冻剂限制在与用它取代的乙烯冷冻完全相同的温度范围。在此专利中并未特别说明如何对乙烯装置中的脱甲烷塔塔顶冷凝器提供冷冻。
'485循环的较特定的乙烯装置例子被描述在先列举的Kaiser等人所著的论文中，其中指出该'485闭环混合冷冻剂-丙烯系统与传统的乙烯-丙烯串级系统相比可减低9%的能量消耗。然而，'485系统所提供的气体冷却仅达到-134°F的程度，对于现代高回收率乙烯装置而言是不充足的，并且也未说明如何对脱甲烷塔塔顶冷凝器提供冷冻，通常该塔顶冷凝器需要-150°F程度的冷冻。应用'485闭环混合冷冻剂循环，乙烯回收率被限制在应用相应的乙烯冷冻循环所能获得的乙烯回收率，该乙烯回收率正好低于大多数的现代乙烯装置的99+%的乙烯回收率，并远低于应用分凝器的乙烯装置所能达到的99.75+%的乙烯回收率。
想要获得高于99%的乙烯回收率，必须提从比应用传统的乙烯冷冻循环或应用'485闭环冷冻剂循环所能提供的-150°F程度更低温的冷冻。由乙烯装置的过程流中可获得的用于冷却进料至低于-145°F的冷冻量受操作约束条件例如所能获得高压H2量及燃料系统压力的限制。这些约束条件限制了所能产生的膨胀器冷冻量，它反过来又限制了乙烯回收率。使用本发明的开环混合冷冻剂循环时，所能提供的冷冻量及最低温水平不受这些约束条件的限制，并可经济地达到高至99.9%的高水平乙烯回收率。本发明的开环混合冷冻剂循环可以通过增加用于冷却高压混合冷冻剂流的补充低或中压混合冷冻剂的量来提供附加的和/或更冷的冷冻。此外，本发明的开环混合冷冻剂循环可以提供比通常由乙烯冷冻循环提供给脱甲烷塔塔顶冷凝器的-150°F水平更冷的冷冻。此更冷的冷冻可以降低在该脱甲烷塔的塔顶中的乙烯损失量，并进一步提高乙烯回收率。
本发明的开环混合冷冻剂循环提供比'485闭路混合冷冻剂循环对乙烯装置的冷冻段或其它乙烯回收工艺更冷的冷冻。该冷冻的进料冷却段(低于-20°F)较适宜的是使用至少两个分开的冷凝区，而较适宜的是至少该两个冷凝区中的一个为分凝器，以将冷凝的进料液体在进入下游分离装置(例如脱甲烷塔)之前先预分馏。在本发明的循环中，该开环混合冷冻剂的主要部分是用由一级或多级丙烷、丙烯或类似冷冻剂所提供的冷冻在-20°F至-50°F来冷凝，较适宜的是至少使用一部分由乙烯装置冷过程流所提供的冷冻将其进一步冷凝和/或过冷至-50°F至-125°F。该混合冷冻剂液体的一部分较适宜地由乙烯装置过程流所提供的此冷冻的大部分来过冷到约-175°F至-225°F。对混合冷冻剂的冷却、冷凝及过冷的补充冷冻可通过蒸发中和/或低压混合冷冻剂来提供，以便最有效率的平衡该循环中的冷冻负载和/或增加所产生的冷冻量。最冷的混合冷冻剂液体(-175°F至-225°F)是用来对冷进料冷凝区提供冷冻，和如果需要时，可用来对脱甲烷塔塔顶冷凝器提供冷冻。温度较高的混合冷冻剂(-20°F至-125°F)是用来对温进料冷凝区提供冷冻。
在本发明的循环中，该混合冷冻剂不像在'485循环中在+50°F被完全冷凝，因为这将导致用于该混合冷冻剂流的效率低的高压水平，例如在该'485循环中用高达725psia的压力。相反的，在本发明中该混合冷冻剂的主要部分是在-20°F至-50°F及压力低于550psia下冷凝。此混合冷冻剂循环还对脱甲烷塔塔顶冷凝器提供冷冻，在典型乙烯装置中此脱甲烷塔塔顶冷凝器需要显著量的低温水平(例如-125°F至-125°F)的冷冻。
先前所介绍的转让给气体产品及化学品股份公司的美国专利第4，720，293号的闭环混合冷冻循环，对单热交换器提供比较高温水平(+60°F至85°F)的冷冻，及依赖分离的乙烷在低分压下蒸发(主要是在脱甲烷塔塔顶冷凝器中)来提供中等温度水平(-85°F至-170°F)的冷冻。在此种情况下需要将该分离的乙烷与作工膨胀的H2及甲烷(用于提供最冷水平的冷冻)合并，然后此合并流通常是在冷冻回收后送做燃料。当乙烷除了做为燃料而无其它价值时，这种作法在加工炼厂废气中是高度有利的，但在乙烯装置中这通常是不实际的，在乙烯装置中被分离的乙烷是作为一种比燃料更具有较高价值的原料进料，并且必须以比较纯的状态再循环到该裂化炉中。
与传统乙烯冷冻循环相比，本发明的开环混合冷冻剂循环除了可节省能源及提供显著较高的乙烯回收率外，由于所使用的开环循环具有较简化的设备也可以显著节省资本。本发明的开环循环与传统乙烯循环相比较需要较少数目的设备及较少的连接管路，因而具较低的总成本。此外，本发明的开环混合冷冻剂循环不需要像闭环循环那样需要补充冷冻剂。而且，当进料气体组成改变时，本发明不需要改变混合冷冻剂的组成，而闭环循环就可能需要改变混合冷冻剂的组成。当进料气体组成改变时，开环混合冷冻剂循环的混合冷冻剂组成就会自动改变。
使用本发明的开环混合冷冻剂循环及丙烯冷冻，乙烯装置或其它乙烯回收装置的进料气体冷却串列可以在150至400psia的范围内操作，从而省去了一段或两段的进料气体压缩及这些压缩段所涉及的资本成本。相当量的压缩能量必须加入该丙烯及混合冷冻剂压缩机，但这些是压缩段中的稍微增加，牵涉较少的资本成本。并不需要附加的冷冻压缩段。
因为本发明的丙烯/混合冷冻剂串级系统不论可获得膨胀器冷冻量有多少均可提从温度低于-150°F的所有必需冷冻，所以进料气体冷却及选择性地脱除甲烷均可以在这些较低的压力水平下进行并同时获得高乙烯回收率。此丙烯/混合冷冻剂系统为燃料气体膨胀器冷冻所补充，但膨胀器冷冻的量已不再是乙烯回收率的一个约束条件。
与传统乙烯回收工艺相比，使用在150-400psia范围内操作的低压冷却串列及本发明的丙烯/开环混合冷冻剂系统的乙烯回收装置提供了附加的优点。这些优点包括1)较少的甲烷及氢随乙烯及碳原子数较高的烃一起冷凝，于是导致在脱甲烷塔中的较低的流量及较低的冷冻需求，2)当将进料气体冷凝时，可得到较多的乙烯及乙烷的分离，尤其当进料冷却串列使用一个或多个分凝器时，从而可以在脱甲烷塔中进一步节省冷冻;
3)因为不需要将一部分氢膨胀来用于低温水平的冷冻，而产生较低价值的燃料，于是可将更多的氢提高纯度而成为较高价值的产品，4)当应用一种多区脱甲烷塔系统时，在进料气体冷却段分离出较多的乙烯及乙烷还导致减少必须在脱乙烷塔中所处理的液体量，从而导致在脱乙烷塔中具有较低的流量及节省分离所需的能量，5)当应用一种多区脱甲烷塔系统时，在进料气体冷却段分离出较多的乙烯及乙烷还可以对被送至乙烯/乙烷分割塔(splitter)的两种进料流提供更多的预分离，从而导致进一步节省分离所需的能量，6)在进料预处理/干燥段、进料冷却串列及选择性的脱甲烷塔中的大多数设备是在显著较低的压力下操作，从而导致较低的资本成本，和7)由于进料气体对燃料气体的较低压力比，于是可省去一个或多个燃料气体膨胀器，从而进一步降低资本成本。
在低压冷却串列所使用的开环混合冷冻剂循环对乙烯装置的冷冻段提供了低温水平的冷冻(低于约-40°F)，该段使用多个部分冷凝段或，较适宜的，多个分凝器或部分冷凝器与分凝器串联的组合，在低于约-30°F操作而将冷凝的裂化气体进料在进入脱甲烷塔系统之前先预分馏。与一传统乙烯冷冻循环相比，由于本发明的混合冷冻剂循环使用较简化的设备而提供显著的能源节省、较高乙烯回收率及显著的资本节省。例如，混合冷冻剂压缩机只具有一个或二个吸入流，吸入罐，及再循环控制环路。典型的乙烯冷冻剂压缩机具有至少三个吸入流，三个吸入罐及三个再循环控制环路，更多的昂贵配备。此外，该混合冷冻剂压缩机，在吸入温度为-50°F或更高温时，可以使用比乙烯冷冻剂压机(通常在第一段压缩的吸入温度为-150°F)更便宜的金属材料。与传统的乙烯冷冻循环相比，本发明的混合冷冻剂循环具有较少数目的设备及较少连接管路，因而具有较低的总成本。
因此本发明使用具有较高效率的压缩能力的开环混合冷冻剂循环来代替传统使用的用来在乙烯回收系统的冷冻段中提供低温水平冷冻的多种压力和温度水平的乙烯冷冻循环，从而可提供较高的乙烯回收率和需要较低的资本投资。
本发明的基本特征已在前述内容中充分描述并在附图中进行说明。本技术领域中的工作人员能了解本发明并可在不脱离本发明基本精神及在不越出下列权利要求书的范围内作出各种改进。
权利要求
1.一种从含有乙烯、氢及C1-C3烃的进料气体混合物中回收乙烯的方法，其中包括下列步骤压缩及冷却该进料气体以冷凝其中的一部分，在一个或多个脱甲烷塔中分馏该冷凝的进料液体而回收一种主要包含氢及甲烷的轻塔顶产品，分馏从所述一个或多个脱甲烷塔出来的塔底流以回收一种乙烯产品及含C2及碳原子数较高的烃的流，用于此乙烯回收的冷冻是在包含下列步骤的循环中提供(a)于一冷进料冷凝区(101)中冷却一种包含氢、甲烷、乙烷及乙烯的含乙烯混合气体流以产生至少一种进料冷凝物(5)及一种轻气体流(3)；(b)通过在混合冷冻剂冷却区(107)与一种或多种冷过程流进行非直接热交换来过冷所述进料冷凝物(5)以产生一种过冷冷凝物(11)；(c)将所述过冷冷凝物(11)的第一部分(13)进行闪蒸，并使用所产生的流(15)通过非直接热交换而对所述脱甲烷塔中的至少一个塔提供塔顶冷凝器冷冻，该产生的流(15)于是被加温并至少部分蒸发以产生一种脱甲烷塔顶冷凝器冷冻剂流出流(17)；及(d)将所述过冷凝物(11)的第二部分(19)进行闪蒸，并且使用所产生的冷冻剂流(7)通过在所述冷进料冷凝区(101)中进行的非直接热交换而提供冷却所述含乙烯混合气体及冷凝其中一部分所需冷冻的至少一部分，所述过冷冷凝物(11)的第二部分(19)于是被加温并至少部分蒸发而产生一种冷进料冷凝区冷冻剂流出流(9)。
2.根据权利要求1的方法，其中所述含乙烯混合气体流为该含有乙烯、氢及C1-C3烃的进料气体混合物(1)。
3.根据权利要求2的方法，其中所述进料气体混合物(1)是在介于150-400psia的压力下提供，并且步骤(a)至(d)是在150至400psia的范围内操作。
4.根据权利要求2的方法，其中所述冷进料冷凝区(101)包含至少一个分凝器，或至少一个部分冷凝器，或它们的组合。
5.根据权利要求1的方法，其中进一步包含闪蒸该过冷冷凝物(11)的第三部分(21)，并且使用所产生的闪蒸过冷冷凝物(23)通过在所述混合冷冻剂冷却区(107)中进行非直接热交换而提供过冷所述进料冷凝物(5)所需的冷冻的至少一部分，所述闪蒸的过冷冷凝物(23)于是被加温及至少部分蒸发。
6.根据权利要求1的方法，其中步骤(b)中的所述冷过程流是通过作工膨胀从所述一个或多个脱甲烷塔出来的所述轻塔顶产品的至少一部分来提供。
7.根据权利要求1的方法，其中步骤(b)中的所述冷过程流是通过作工膨胀从所述冷进料冷凝区(101)出来的所述轻气体流(3)的至少一部分来提供。
8.根据权利要求1的方法，其中步骤(b)中的所述冷操作流中的一种是选自通过进一步冷却及部分冷凝所述轻气体流(3)的至少一部分所获得的富氢气流及一种或多种富甲烷流。
9.根据权利要求1的方法，其中将所述进料冷凝物(5)过冷到约-175°F至-225°F之间。
10.根据权利要求4的方法，此法进一步包含(e)在混合冷冻剂压缩区(117)压缩一种或多种混合冷冻剂蒸气流，并冷却所产生的被压缩流而产生部分冷凝的混合冷冻剂流(33);(f)通过在所述混合冷冻剂冷却区(107)中与一种或多种附加冷过程流进行非直接热交换而进一步冷凝所述部分冷凝的混合冷冻剂流(33);及(g)将步骤(f)所产生的进一步冷凝的混合冷冻剂(35)的第一部分(39)与从所述冷进料冷凝区(101)出来的所述进料冷凝物(5)合并。
11.根据权利要求10的方法，其中所述部分冷凝的混合冷冻剂流(33)包含选自甲烷、乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、C4烃，氮及氢中的二种或多种成分。
12.根据权利要求10的方法，其中所述的附加冷过程流中的一种是所述脱甲烷塔顶冷凝器冷冻剂流出流(17)的至少一部分，该脱甲烷塔顶冷凝器冷冻剂流出流(17)在所述混合冷冻剂冷却区(107)中加温，以及其中从该处放出一种混合冷冻剂冷却区第一流出蒸气(18)。
13.根据权利要求10的方法，其中所述附加冷过程流中的一种是通过闪蒸所述进一步冷凝的混合冷冻剂(35)的第二部分(41)来提供，其中将所述第二部分(41)蒸发以产生混合冷冻剂冷却区第二流出蒸气(43)。
14.根据权利要求10的方法，其中步骤(b)中的所述冷过程流中的一种是选自由进一步冷却及部分冷凝所述轻气体流(3)的至少一部分所获得的一种富氢蒸气流及一种或多种富甲烷流。
15.根据权利要求10的方法，其中将所述进一步冷凝的混合冷冻剂(35)的第三部分(37)放出作为乙烯产品回收。
16.根据权利要求10的方法，其中所述部分冷凝的混合冷冻剂流(33)的压力介于约250至550psia之间。
17.根据权利要求16的方法，其中所述部分冷凝的混合冷冻剂流(33)的压力介于约150至400psia之间。
18.根据权利要求10的方法，其中所述进一步冷凝的混合冷冻剂(35)的温度介于约-50°F至-125°F之间。
19.根据权利要求10的方法，其中所述一种或多种混合冷冻剂蒸气流包含所述冷进料冷凝区冷冻剂流出流(9)。
20.根据权利要求19的方法，其中所述一种或多种混合冷冻剂蒸气流包含所述混合冷冻剂冷却区第一流出蒸气(18)。
21.根据权利要求19的方法，其中所述一种或多种混合冷冻剂蒸气流包含所述混合冷冻剂冷却区第二流出蒸气(43)。
22.根据权利要求10的方法，此法进一步包括通过在一温进料冷凝区(125)中冷却所述含有乙烯、氢及C1-C3烃的进料气体混合物(1)，及冷凝其中一部分以产生所述含乙烯混合气体进料流(51)及一种温进料冷凝物(49)，而向所述冷进料冷凝区(101)提供所述含乙烯混合气体流。
23.根据权利要求22的方法，其中所述温进料冷凝区(125)包括至少一个分凝器，或至少一个部分冷凝器，或它们的组合。
24.根据权利要求22的方法，此法进一步包括闪蒸所述温进料冷凝物(49)，并且通过与所产生的闪蒸温进料冷凝物(50)进行非直接热交换而对所述进料气体混合物(1)的冷却及冷凝提供至少一部分冷冻，从而蒸发所述闪蒸的温进料冷凝物以产生一种温进料冷凝区冷冻剂蒸气(53)。
25.根据权利要求24的方法，其中所述一种或多种混合冷冻剂蒸气流包含所述温进料冷凝区冷冻剂蒸气(53)。
26.根据权利要求25的方法，其中所述一种或多处混合冷冻剂蒸气流的至少一种具有介于约15至50psia的压力。
27.根据权利要求25的方法，其中所述一种或多种混合冷冻剂蒸气流的至少一种具有介于约50至250psia的压力。
28.根据权利要求24的方法，其中所述脱甲烷塔顶冷凝器冷冻剂流出流(17)的至少一部分(20)与所述所产生的闪蒸温进料冷凝物(50)合并以对所述温进料冷凝区(125)提供附加的冷冻。
29.根据权利要求24的方法，其中将所述进一步冷凝的混合冷冻剂(35)的第四部分(55)闪蒸并与所产生的闪蒸温进料冷凝物(50)合并以对所述温进料冷凝区(125)提供附加的冷冻。
全文摘要
在乙烯回收装置中通过开环混合冷冻剂循环而提供冷冻。该循环使用存在于含乙烯进料气体中的成分作为混合冷冻剂。对脱甲烷塔顶冷凝器及含乙烯进料气体的起初冷却及冷凝是由温度在-175至-225的过冷混合冷冻剂提供。与传统乙烯回收循环相比，高达99.9％的总乙烯回收率可以在较低能量消耗下达到。此外，该开环混合冷冻剂循环具有简化的设备。因此可以显著节省资本，使该设备可以有利地在介于150及400psia间的压力下操作。
文档编号C07C11/04GK1109855SQ9510019
公开日1995年10月11日 申请日期1995年2月3日 优先权日1994年2月4日
发明者L·J·霍华德, H·C·劳勒斯 申请人:气体产品与化学公司