生产乙烯的方法和设备与流程

本发明涉及生产乙烯的工艺和根据独立权利要求前序的相应的设备。

背景技术：

具有两个至四个碳原子的链烷烃的氧化脱氢(odh)在原则上是已知的。在odh中，将所述的链烷烃与氧气反应以提供尤其是具有相同碳原子数和水的烯烃。

与已建立的生产烯烃的工艺(如蒸汽裂化或催化脱氢)相比，odh可能是有利的。例如，由于所涉及的反应的放热性，没有热力学平衡限制。odh可以在相对较低的反应温度下进行。所用催化剂的再生在原则上是不需要的，因为氧气的存在允许原位再生。最后，与蒸汽裂化相比，无价值的副产物(例如焦炭)的形成量更小。

有关odh的更多详细信息，请参考相关的技术文献，例如ivars,f.andlópeznieto,j.m.,lightalkanesoxidation:targetsreachedandcurrentchallenges,in:duprez,d.andcavani,f.(ed.),handbookofadvancedmethodsandprocessesinoxidationcatalysis:fromlaboratorytoindustry,london2014:imperialcollegepress,pages767to834,orc.a.etal.,oxidativedehydrogenationofethane:commonprinciplesandmechanisticaspects,chemcatchem,vol.5,no.11,2013,pages3196to3217。

在下文中，特别针对乙烷的odh(所谓的odh-e)来描述本发明。然而，除了乙烷的氧化脱氢以外，用于生产乙烯的乙烷的非氧化脱氢在原则上也可能有效。本发明也适用于这种工艺。

除了初级产物乙烯和水在odh(尤其是odh-e)中的较高转化率以外，还有相当数量的一氧化碳和二氧化碳，可能还有乙酸作为副产物形成。根据反应条件，残余的氧气也可能存在于相应的工艺气体中，即从反应器中抽出的气体混合物。甲烷同样可以作为副产物形成，或者已经存在于反应器的输入中，并且作为表现出惰性行为的成分基本上不受影响地穿过反应器。在下游的分离步骤中，必须从工艺气体中除去所述的成分。

如下文所述，特别是由于odh-e工艺气体中甲烷的含量低，如果存在的话，不可能容易地在不接受产物和反应物损失的情况下采用已知的分离工艺和分离装置用于从蒸汽裂化器中分离工艺气体，例如从odh-e分离出相应的工艺气体。这尤其适用于分离步骤，其中从较低沸点成分中除去乙烷和乙烯以及较高沸点成分(如果存在于工艺气体中)。该步骤原则上相当于从蒸汽裂化器分离工艺气体的所谓脱甲烷。

本发明解决的问题是改进相应的工艺和设备，并在相应的分离中解决所述的问题，特别是对于来自odh-e的工艺气体。

技术实现要素：

在此背景下，本发明提出了一种生产乙烯的工艺，特别是通过所述的乙烷氧化脱氢，以及具有独立权利要求的特征的相应的设备。在每种情况下的实施例由从属权利要求和以下的说明提供。

物料流、气体混合物等在本语言用法的上下文中可“主要”包含一个或多个成分，其中该指示可能表示在摩尔、重量或体积的基础上至少有90％、95％、99％、99.5％、99.9％或99.99％的含量。如果报告了多个成分，则表示“主要”涉及所有成分的总和。如果提到例如“氧气”、“甲烷”或“乙烯”，则可能涉及纯气体，或者可以是富含这些相应成分的混合物。

物料流、气体混合物等在本语言用法的上下文中，也可以在一种或多种成分中被“富集”或“耗尽”，其中这些术语基于起始混合物中的含量。根据起始混合物的一种或多种成分的含量，当它们包含不少于1.5倍、2倍、5倍、10倍、100倍或1000倍时，它们是“富集的”；当它们包含不超过0.75倍、0.5倍、0.1倍、0.01倍或0.001倍时，它们是“耗尽的”。

下文中使用术语“压力水平”和“温度水平”来表征压力和温度，这些术语旨在表示压力和温度不需要以精确的压力/温度值的形式存在。例如，压力水平或温度水平可以在平均值的±1％、5％、10％或20％范围内。多个压力和温度水平可以表示不相交或重叠的范围。例如，即使由于传输损失或冷却而降低了压力和温度时，仍然可能存在相同的压力/温度水平。此处以巴为单位报告的压力水平是绝对压力。

在本语言用法的上下文中，“精馏塔”是分离单元，其设置为至少部分分馏以气态或液态形式或以具有液态和气态成分的两相混合物形式输入的物质混合物，甚至可能在超临界状态下通过精馏，即分别从该物质混合物中产生纯物质或至少具有不同组成的物质混合物。精馏塔通常被配置为具有内部构件的圆柱形金属容器，例如分离塔盘或有序或无序填料。精馏塔包括底部蒸发器。这是具有热交换器的装置，该热交换器被加热并适于加热积聚在精馏塔底部的液态馏分，也称为底部液体。通过底部蒸发器，一部分底部产物被连续蒸发并以气体形式再循环到精馏塔中。

本发明涉及在基本概念上类似的分离工艺和相应的分离装置，但不是根据本发明实现的实施方式，用于分离工艺和分离装置，例如从蒸汽裂化器分离已知的其他工艺气体。这种分离工艺和分离装置例如在ullmann'sencyclopediaofindustrialchemistry,onlineedition,15april2007,doi10.1002/14356007.a10_045.pub2中的“ethylene”一文中进行了描述。在这种分离过程中的基本步骤通常是所谓的脱甲烷，其中从工艺气体中，任选在除去进一步成分之后，从较高沸点的成分中除去甲烷和沸点比甲烷低的化合物。对于已知的脱甲烷工艺的详细信息，请参考所引用的专业文献。

本发明的优点

如开头所述，由odh-e形成的典型工艺气体不仅包含初级产物，例如乙烯(可能还有乙酸)，而且还尤其包含未转化的乙烷、一氧化碳和二氧化碳以及可能的氧气和甲烷。工艺气体通常还包含水和可能少量的惰性气体，其中“惰性气体”一般被理解为仅在odh中以小比例反应或不反应的气体，而不仅仅是典型的惰性气体(例如氮气或稀有气体)。甲烷在odh-e中也表现出基本上惰性的行为。

这同样适用于来自其他例如生产乙烯的工艺的工艺气体，例如乙烷的(非氧化)脱氢，其中，为简单起见，在下文中，为简单起见，反复提及odh-e。设置在下游的分离装置必须从所需的一种或多种初级产物以及未转化的乙烷和惰性气体中除去所述的副产物。

分离通常在工艺气体冷却和冷凝、二氧化碳去除、压缩和干燥后进行，如参考附图1所示。在所述步骤之后，仍然主要含有乙烯、未转化乙烷、氧气、一氧化碳、可能是甲烷和相对少量的其他成分的工艺气体受到低温分离，其中，例如，实现工艺气体的分级冷凝。剩余的气体馏分分别供应给下一个冷凝步骤。通常将冷凝物进行低温精馏以形成气态馏分和液态馏分。通常将来自低温精馏的气态馏分与保留在最后的冷凝步骤下游的气态馏分合并，以提供另一种气态馏分，即所谓的燃料气态馏分/尾气馏分，并进行热回收。来自低温精馏的液态馏分经历进一步的分离步骤。

如果存在尾气馏分，则尾气馏分应至少包含供应至低温分离的工艺气体中所含的氧气、一氧化碳和甲烷的主要部分。相反，如果工艺气体中存在乙烯和乙烷且尚未事先去除，则乙烯和乙烷应至少主要从低温精馏过程中与高沸点化合物一起转移到液态馏分中。原则上，应通过将相应的化合物转移到尾气馏分中来避免产物损失。

然而，例如在蒸汽裂化工艺中用于脱甲烷的经典低温精馏中的分离效率主要取决于供应给低温精馏的工艺气体中甲烷的含量，因为形成了基本上由甲烷形成的液体回流。如果甲烷含量过低，则不能提供回流或不能提供足够量的回流。因此，甲烷的量过低导致在尾气馏分中乙烯和未转化的乙烷的损失过高，因此与其他方法相比具有经济上的不利。

本发明解决了乙烯生产过程中的这些问题，其中使用乙烷脱氢形成至少含有乙烷、乙烯和沸点比乙烷和乙烯低的化合物的工艺气体，并且其中使用至少一部分工艺气体形成分离输入，并且该分离输入受到低温分离，其中分离输入被冷却，并且其中一种或多种冷凝物从分离输入中分离出来。至少部分冷凝物，或在实施例中在该冷凝物中保留为气体形式的残余物，至少部分地经受低温精馏以获得气态第一馏分和液态第二馏分，其中气态第一馏分至少含有比例低于分离输入中的比例的乙烷和乙烯以及沸点低于乙烷和乙烯且比例高于分离输入中的比例的化合物。

虽然所述气态第一馏分至少包含比例比所述分离输入中的比例更低的乙烷和乙烯，但是根据实施例，气态第一馏分中仍存在更多或更少的量。因此，本发明提供了使气态第一馏分至少部分地经受变压吸附，通过该变压吸附，第三馏分主要或仅包含乙烷和乙烯，第四馏分主要或仅包含沸点低于乙烷和乙烯的化合物。通过使用变压吸附，可以将乙烷和乙烯回收并以简单有效的方式重新提供给该工艺。因为回收的乙烷和乙烯可以被物质而不是热回收，所以这提高了该方法的总效率。

因此，本发明的基本思想在于将低温分离与变压吸附相结合。可以设想各种实施例，其中在每种情况下，将低温分离中的分离输入冷却至一定温度水平，从而分离出一种或多种冷凝物。这些冷凝物，或如在某些实施例中提到的也为保留气体形式的残余物，至少部分地经受低温精馏。本发明的实施例在以下方面特别不同，但不仅如此：为了分离冷凝物而对分离输入进行冷却的温度水平，以及是否将气态残余物引入低温精馏的问题。下文阐述了所述实施例和其他实施例的其他细节。在每种情况下，变压吸附是所述的实施例的一部分。

在本发明的上下文中处理的工艺气体原则上可以直接在所使用的反应器的出口包含例如至多40摩尔百分比的乙烷、5至40摩尔百分比的乙烯、0至10摩尔百分比的乙酸、0至3摩尔百分比的二氧化碳、0至5摩尔百分比的一氧化碳、5至70摩尔百分比的水、0至5摩尔百分比的氧气、0至5摩尔百分比的甲烷和0至50摩尔百分比的氮气。其他成分总共可以以0至3摩尔百分比的含量存在。在根据本发明提出的步骤的上游，特别是除去乙酸、水和二氧化碳，使得在本发明的上下文中采用的分离输入主要或仅包含其他所述成分。

使用相对较低的温度原则上可以显著降低气态第一馏分中乙烷和乙烯的含量，因为更多的乙烷和乙烯被转移到冷凝物中。

因此，当使用相对较低的温度时，在第一实施方式中还可能在低温精馏中仅处理冷凝物，因为分离输入的未冷凝比例仅包含少量的乙烷和乙烯。在这种情况下，通过变压吸附仅可以处理由冷凝物通过低温精馏形成的第一级分。因此，与其他实施例相比，变压吸附中待处理的气体量相对较小。特别参考附图2来阐述细节。

相反，如果在第二实施例中，低温分离包括在与第一实施例中类似的压力范围内进行冷却，但是在明显更高的温度水平下，较少的乙烷和乙烯冷凝出来，从而这里也是，优选地，分离输入的未浓缩比例经受低温精馏，如特别参考图3所示。在此，第一馏分中乙烷和乙烯的含量通常也较高，因此在随后的变压吸附中会大大降低。因此，与使用较低温度时相比，变压吸附可能必须处理更大量的气体。

在第三实施例中，如特别参照图4所述的，低温分离有利地包括在一个或多个冷却步骤中对分离输入进行冷却，其温度范围与第一实施例中的温度范围相似，但压力较低。在冷却步骤后作为冷凝物分离的分离输入的一部分至少部分减压并供应给低温精馏。通过冷却分离的液体馏分在低温精馏中用作回流。

在每种情况下，即三个所述的实施例中，工艺气体/分离输入可在低温分离的上游受到压缩，其中主要或仅包含乙烷和乙烯的第三馏分至少部分地与工艺气体/分离输入结合，并可和工艺气体/分离输入一起受到压缩。下面阐述在不同实施例中的压缩期间达到的压力水平的细节。以这种方式，乙烷和乙烯可以被重新供应至低温分离，并且因此特别地可以在所述的低温精馏的下游的液态第二馏分中被供应至用于分离乙烷和乙烯的另一低温精馏，即所谓的分离器。由此获得的乙烯可能作为产物排出，而相反，乙烷则被再循环到所使用的反应器中。

原则上，在三个实施例中还可以进行热集成，使得低温分离中的分离输入通过将热量传递到气态第一馏分和/或液态第二馏分而至少部分冷却。以这种方式，可以同时使例如气态第一馏分达到适于变压吸附的温度。其细节也在下文中阐述。

如所提及，在本发明的第一实施例中，在分离冷凝物的低温分离中，分离输入被冷却到相对较低的温度水平，例如-20℃到-100℃的温度水平，特别是-60℃到-100℃，例如-80℃到-100℃的温度水平。换言之，冷凝物在适当的温度水平下被分离。例如，在熟悉的制冷回路中使用c2制冷剂，特别是乙烯，可以达到适当的温度水平。也可以通过对在低温精馏中形成的气态第一馏分进行减压来实现适当的低温。以这种方式，即使仅使用相应复杂的机器，仍可以实现更低的温度。在本发明的上下文中，原则上使用变压吸附可以避免这些复杂的措施。

在本发明的一个实施例中，特别是在先前所述的第一实施例中，当使用这种低温时，可使用液体回流来执行低温精馏，该液体回流是由在这种情况下包含甲烷的气态第一馏分的一部分冷凝而成。以这种方式，可以降低气态第一馏分中乙烷和乙烯的含量。

由于变压吸附，乙烯可以被回收，而膨胀器可以被省去，否则膨胀器可以被安装以从气态第一馏分产生峰值制冷，从而也可以回收乙烷和乙烯的最终残余物。在这种情况下，气态第一馏分也可以用于热集成，以及无乙烯残余气流，即第四馏分，其主要或仅含有比变压吸附的乙烷和乙烯沸点低的化合物，例如，可以用于热回收或以其他方式利用。如所提及，由于在气态第一馏分中少量的乙烷和乙烯，原则上，本实施例中的变压吸附可比使用更高温度水平的实施例中的变压吸附小得多。

如果在低温分离中采用较高的温度水平来分离冷凝物，则有利的是，这些温度不低于-20℃至-40℃，特别是-30℃至-40℃，例如-35℃至-40℃。因此，在不低于所述值的温度水平下分离冷凝物。这不排除冷凝物本身随后可被供应至进一步冷却步骤的可能性，例如图3所示的第二实施例中的情况。这些温度水平也可以通过使用c3制冷剂(特别是丙烯)来实现。由于温度明显高于上述温度，因此设备和材料要求均降低。然而，可能需要在相应较大的变压吸附中除去大量的乙烷和乙烯，然后将其大量转移到气态第一馏分中。必须根据当前情况，例如(c2或c3)制冷回路的存在，权衡较低或较高温度水平的各自优势。

当如上所述使用较高的温度水平来分离冷凝物时，在本发明的第二实施例中的冷却之前，可以将分离输入压缩至25至35巴的压力水平，例如约30巴。然后可以在15到25巴的压力水平下进行低温精馏，例如大约19巴，在该压力水平下也进行低温精馏。然后，将低温精馏的冷凝物或其低温精馏的部分在被供应到低温精馏之前被减压到低温精馏的压力水平。

当如上所述使用较高的温度水平来分离上述冷凝物时，作为刚刚阐述的第二实施例的替代方案，分离输入可以在本发明第三实施例中的冷却之前被压缩到20到25巴的压力水平，例如大约22巴。然后，低温精馏可以在9至16巴的压力水平下进行，特别是在13巴左右。低温精馏的冷凝物或其部分在这里也在被供应到低温精馏之前被减压到低温精馏的压力水平。因此有可能获得分离为气相和液相的两相混合物。可以将气相和液相各自至少部分地供应至低温精馏，并且例如以不同的高度引入到精馏塔中。减压会产生额外的制冷。

当使用所述的相对较高压力时，在较高温度下可以进行适当的低温精馏，因此冷凝物需要冷却的程度较小。相反，当使用所述的相对较低的压力时，需要较低的温度，但是由于需要较小的耐压性，因此可以以更具成本效益的方式制造所涉及的设备部件。因此，在某些情况下，实施例中的一个或另一个可能是有利的。

特别地，在其中采用相对较高的温度水平的第二和第三实施例中，可以将如所提及的冷凝物或其部分中保留为气体形式的分离输入的残余物供应至低温精馏。

在本发明的第二和第三实施例中，与所采用的压力水平无关，分离输入都可以通过向液态第二馏分传递热量来冷却。分离输入的冷却因此特别地包括热量传递到第二馏分。

将分离输入冷却至所述较高温度水平以分离冷凝物可进一步包括使用合适的制冷剂。尤其适合的是c3制冷剂，例如丙烯，其允许达到-20℃至-40℃的温度水平。

如上所述，在此所述的实施例中的冷凝物可以进一步冷却，特别是在减压之前。取决于上述压力水平，可以采用不同的温度水平。因此，在根据第二实施例说明了分离输入和精馏的较高压力水平的情况下，通过将热量传递到第一馏分，可将低温精馏的冷凝物或其部分进一步冷却到-30℃到-50℃的温度水平。相反，在根据第三实施例所述的较低压力水平的情况下，通过将热量传递给第一馏分和制冷剂，可将低温精馏的冷凝物或其部分进一步冷却至-90℃至-100℃的温度水平。

有利地，气态第一馏分还通过使用另一种制冷剂，特别是c2制冷剂(例如乙烯)，用于冷却冷凝物或冷凝物的各个部分，特别是当要达到所述的低温时。气态第一馏分可以特别地在其用于冷却冷凝物或其部分之前可减压，并且在其用于冷却之后被供给变压吸附。

本发明还涉及一种用于生产乙烯的设备，该装置适于使用乙烷脱氢形成包含至少乙烷、乙烯和沸点低于乙烷和乙烯的化合物的工艺气体，使用至少一部分工艺气体形成分离输入，并使所述输入进行低温分离，其提供适于冷却分离输入的装置，从分离输入分离一种或多种冷凝物，并至少部分地对冷凝物进行低温精馏，以获得气态第一馏分和液态第二馏分，其中，低温精馏适于形成气态第一馏分，使得其至少包含比例低于分离输入中的比例的乙烷和乙烯以及比乙烷和乙烯沸点低的比例高于分离输入中的比例的化合物。

根据本发明，提供了一种装置，其适于至少部分地使气态第一馏分进行变压吸附，并通过该装置形成主要或仅包含乙烷和乙烯的第三馏分以及主要或仅包含沸点低于乙烷和乙烯的化合物的第四馏分。

对于相应设备的特征和优点，参考以上关于该工艺的特征和优点的阐述。特别地，这种设备适于执行根据以上阐述的特定实施例的过程，并且包括适合于此的装置。在这方面，也参考上述暗示。

附图说明

下面参照附图更具体地阐述本发明，这些附图尤其示出了本发明的优选实施例。

图1显示了根据本发明的一个实施例的用于生产烯烃的设备。

图2示出了根据本发明的一个实施例的用于设备的低温分离。

图3示出了根据本发明的一个实施例的用于设备中的低温分离。

图4示出了根据本发明的一个实施例的用于设备中的低温分离。

具体实施方式

在下面的图中，功能或结构上等效的元件用相同的附图标记表示，并且为了简单起见，不再重复说明。当下文描述设备和设备部分时，关于它们的说明也相应地适用于通过这些设备部分实施的工艺步骤，反之亦然。

在图1中，以极大简化的设备图的形式示出了根据本发明的一个实施例的用于生产烯烃的设备，并统称为100。尽管下面描述了用于乙烷的odh(odh-e)的设备100，但是如前所述，本发明也适用于乙烷的非氧化脱氢。在这种情况下，以下说明相应地适用。

在设备100中，将可能含有少量甲烷的富乙烷新鲜输入a与富乙烷再循环物料流b混合，并提供给一个或多个odh-e反应器1。进一步向反应器提供稀释剂c(例如蒸汽、氮气或二氧化碳)和氧气d。

odh-e的主要反应是：

c2h6+1/2o2→c2h4+h2o(1)

发生的副反应特别是一氧化碳、二氧化碳和乙酸的形成。

从反应器1中以物料流e的形式抽出的气体混合物(此处称为“工艺气体”)经过冷却2并以物料流f的形式除去水。同样地，从工艺气体中除去存在的任何乙酸，并与物料流f一起排放。物料流f随后可以经过进一步处理以获得乙酸(未示出)。

以物料流g形式的冷却工艺气体经过压缩3并压缩，其通常在多级压缩机中。在压缩机级之间，以物料流h的形式抽出工艺气体，以物料流k的形式除去二氧化碳。这可以通过例如在二氧化碳除去单元4中的胺洗涤、钾碱洗涤或碱液洗涤来实现。也可以采用其他工艺，例如膜工艺或不同工艺的组合。

不含二氧化碳的工艺气体以物料流l的形式流回压缩3。

压缩的工艺气体以材料流m的形式被供应到干燥5，并且相应地干燥的工艺气体以材料流n的形式被供应到低温分离6。在图2、3和4中以示例性实施方式的形式示出了低温分离6的细节。

在低温分离6中，由其形成的工艺气体/分离输入通过一个或多个温度水平被冷却，并且从工艺气体中分离出一种或多种冷凝物，其中冷凝物至少部分地经受低温精馏以获得气态(“第一”)馏分和液态(“第二”)馏分，其中气态第一馏分至少包含比例低于分离输入中的比例的乙烷和乙烯，并且至少包含沸点比乙烷和乙烯低的化合物，其比例比分离输入中的比例高。因此，对工艺气体进行分级冷却，并且将产生的冷凝物供应至精馏塔。

在精馏塔的顶部，以物料流o的形式取出所述气态第一馏分。为了形成物料流o，也可以在上述分级冷却中使用一定比例的保留为气体形式的工艺气体。由于提及的少量甲烷可用作低温精馏中的回流，因此该物料流o仍包含大量的乙烷和乙烯。

为了减少产物(乙烯)和反应物(乙烷)的损失，在图1所示的设备100中提出了用于回收乙烯(以及乙烷)的变压吸附7。在此，乙烷和乙烯通过合适的吸附剂从物料流o中被吸附。与轻气体氮气和氩气相反，优选吸附乙烷和乙烯，所述轻气体氮气和氩气作为氧气d中的杂质特别引入到设备100中，但与氧气、一氧化碳、甲烷和其他轻气体如氢气相反。

乙烷和乙烯以较低的压力以主要包含乙烷和乙烯的(“第三”)馏分形式再次排放，并可以物料流p的形式排放。物料流p可以特别地再循环到压缩3中。不含乙烯和乙烷的物料流o现在标记为q，主要(或仅)包含沸点比乙烷和乙烯低的成分，仍处于高压状态并可用于获得机械功和热能或其他应用的出口流。物料流o也可以在吸附之前用于制冷回收。

本发明的基本思想在于将低温分离6与变压吸附7的结合。在此可以设想不同的实施例。在图2所示的一个实施例中，将工艺气体冷却到极低的温度水平，从而降低了随后进行变压吸附的物料流o中乙烷和乙烯的含量。在图3和图4所示的另外的实施例中，将工艺气体冷却到明显更高的温度水平，从而仅在变压吸附中将乙烷和乙烯的含量降低到相应的程度。

液态第二馏分保留在低温分离6中，该液态第二馏分可以物料流r的形式从低温分离6中抽出。该液体第二馏分主要或仅包含乙烯和乙烷。在所示的示例中，物料流r供应在同样包括低温精馏的分离8中。在分离8中获得主要包含或仅包含乙烯的乙烯产物，并以物料流s的形式取出。同样在分离8中形成的主要包含或仅包含乙烷的馏分可以物料流b的形式再循环到反应器中。

如果存在具有三个或更多个碳原子的重烃馏分，则可以在低温分离6的上游或下游将其除去。取决于量，这些重烃也可以从物料流b中除去。

图2示出了在用于生产烯烃的工厂中使用的低温分离，例如可以用作图1中所示的设备100中的低温分离6。对应于先前所述的第一实施例的该低温分离包括分级冷却。这里还显示了图1中已经描述的物料流n、o和r，以说明将图2中所示的低温分离集成到相应的设备100中。各个元素的描绘不符合位置，也不符合比例。

将工艺气体以物料流n的形式提供给低温分离。工艺气体相继通过热交换器201至204，并在其中冷却至更低的温度水平。为此，热交换器201至204可以用乙烯流(未示出)冷却。也可用于冷却并且同样未单独示出的是物料流o，即上面反复说明的气态第一馏分。

在热交换器201至204的下游，在每种情况下通过在热交换器201至204中的冷却而形成的工艺气体/两相混合物分别被转移到分离器205至208中，在分离器中，在每种情况下，冷凝物从工艺气体中分离出来。将冷凝物以对应于其物质组成的高度引入精馏塔209。也可以将较小比例的物料流n的工艺气体直接引入精馏塔209(此处未显示)。

精馏塔209的底部蒸发器210例如用丙烷加热，顶部冷凝器211例如用低压乙烯冷却。精馏塔209的操作使得沸点比乙烷和乙烯低的成分主要在其顶部富集，而沸点较高的化合物在其底部富集。以这种方式，可以从精馏塔209的顶部抽出一部分物料流o，这里称为o1，并且可以从精馏塔7的底部抽出物料流r。一部分以气体形式保留在分离器208中的工艺气体，这里以物料流o2的形式示出，也可以用于形成物料流o。

工艺气体/热交换器201下游的温度例如约为-30℃，热交换器202下游的温度例如约为-50℃，换热器203下游的温度例如大约-75℃，换热器204下游的温度例如大约-99℃。底部蒸发器210在例如大约-17℃的温度水平下操作，顶部冷凝器211在例如大约-97℃的温度水平下操作。

通过使用合适的冷却器，例如与制冷剂乙烯一起，可以达到相应的低温。这样，乙烯在气态第一馏分，即物料流o中的比例可以大幅度降低。然而，根据工艺气体/物料流n的组成，使用变压吸附7除去乙烯在能量和经济上可能是有利的。

在这种情况下，变压吸附回收乙烷和乙烯，并可以省略膨胀器，否则在需要时安装膨胀器，以便从物料流o中生产峰值制冷。物料流o可继续用于热集成，无乙烯残余气体流q(见图1)可如前所述回收。此外，与不进行冷却至相应的低温水平时相比，可以使变压吸附明显较小。

图3示出了在用于生产烯烃的设备中使用的低温分离，例如同样可以用作例如图1所示的设备100中的低温分离6。以先前所述的较高温度水平运行的这种低温分离包括多级冷却至明显高于图2中所述的温度水平。在此也显示了图1中所示的物料流n、o和r，以说明将图3中所示的低温分离集成到相应的设备100中的情况。在此还另外示出了变压吸附7以及物料流p和q。

工艺气体在例如约-9℃的温度水平和例如约30巴的压力水平下被引入低温分离，并通过第一热交换器301，该第一热交换器301可使用物料流r(即液态第二馏分)进行冷却。在第一热交换器301中冷却之后，然后在第二热交换器306中将工艺气体冷却到大约-35℃的温度水平。以这种方式形成的是两相流，其被引入分离容器302中。在分离容器302中形成液态馏分和气态馏分。将气态馏分减压并引入精馏塔305中。实现了进入第二分离容器304的减压，从例如约30巴的压力水平到例如约19巴的压力水平，在该压力水平下还操作精馏塔305。热交换器306可以例如利用低压丙烯或相应的c3制冷剂来操作。

从第一分离容器302抽出液态馏分，并在第三热交换器303中冷却至例如约-38℃的温度水平，并减压进入第二分离容器304至操作精馏塔的压力水平。这形成液态馏分和气态馏分，将其引入精馏塔中。液态馏分用作到精馏塔305上的回流。来自第一分离容器302的气态馏分也被引入精馏塔。

精馏塔305使用底部蒸发器操作，例如，底部蒸发器可以与低压丙烯一起操作。可以在例如约-21℃的温度水平下将物料流r从精馏塔305中取出。从精馏塔305的顶部将物料流o以例如约-45℃的温度水平抽出，进一步减压并通过第二热交换器303。

物料流o，即气态第二馏分，随后被引入变压吸附7。关于这一点的细节以及对物料流p和q的进一步处理，请参考关于图1的说明。

图4示出了在用于生产烯烃的设备中使用的低温分离，例如同样可以用作图1所示的设备100中的低温分离6。这种低温分离构成了图3所示的低温分离的一种变型，其本质上在所使用的压力和温度方面有所不同。因此，所示的元件用相同的附图标记来标记。

在此，在热交换器301和306中也实现了对所述的较高温度水平的冷却。然而，用于低温分离的分离输入以例如约22巴提供，并且以例如约13巴执行低温精馏。在这里通过以物料流的形式额外使用适当的冷却剂将从第一分离容器302抽出的液态馏分在第三热交换器303中冷却到例如约97℃的温度水平。以这种方式，可以在例如约-35℃的温度水平下将物料流r从精馏塔305中排出。从精馏塔305的顶部将物料流o以例如约-97℃的温度水平抽出，进一步减压并通过第二热交换器303。