Спосіб фракціонування потоку крекінг-газу для отримання фракції, багатої на етилен, і потоку палива та установка для його здійснення

Реферат: Спосіб включає введення потоку крекінг газу (140), розташованого нижче по потоку, що виходить з розташованого нижче по потоку теплообмінника (58), в розташований нижче по потоку розділовий резервуар (60) і відведення у верхній частині розташованого нижче по потоку розділового резервуара (60) потоку газоподібного палива під високим тиском (144). Спосіб включає пропускання потоку палива (144) через розташований нижче по потоку теплообмінник (58) і проміжний теплообмінник (50, 54) для утворення нагрітого потоку палива під високим тиском (146), розширення нагрітого потоку палива під високим тиском (146) щонайменше в першому апараті динамічного розширення (68) і пропускання частково розширеного потоку палива (148), що виходить з проміжного теплообмінника (50, 54), через другий апарат динамічного розширення (70) для утворення розширеного потоку палива (152). Розширений потік палива (152), що виходить з другого апарата динамічного розширення (70), нагрівають в розташованому нижче по потоку теплообміннику (58) і в проміжному теплообміннику (50, 54). UA 107944 C2 (12) UA 107944 C2 UA 107944 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Даний винахід відноситься до способу фракціонування потоку крекінг газу, що виходить з установки піролізу вуглеводнів для отримання фракції, багатої на етилен, і потоку палива, + бідного на вуглеводні з C2 , причому спосіб включає наступні етапи: - охолодження вище по потоку і часткова конденсація потоку сирого крекінг газу щонайменше частковим теплообміном з рідким холодагентом, циркулюючим в першому циклі зовнішнього охолодження, і відділення розташованої вище по потоку рідини щонайменше в одному розташованому вище по потоку резервуарі для утворення проміжного потоку крекінг газу, заздалегідь охолодженого до першої температури; - проміжне охолодження і часткова конденсація проміжного потоку крекінг газу щонайменше в одному проміжному теплообміннику і відділення проміжної рідини щонайменше в одному проміжному розділовому резервуарі для утворення потоку крекінг газу, розташованого нижче по потоку, охолодженого до другої температури, нижчої, ніж перша температура; - охолодження нижче по потоку і часткова конденсація потоку крекінг газу, розташованого нижче по потоку, щонайменше в одному розташованому нижче по потоку теплообміннику до третьої температури, нижчої, ніж друга температура; - введення потоку частково конденсованого крекінг газу, розташованого нижче по потоку, що виходить з розташованого нижче по потоку теплообмінника, в розташований нижче по потоку розділовий резервуар; - витягання у верхній частині розташованого нижче по потоку розділового резервуара потоку + газоподібного палива під високим тиском, бідного на вуглеводні C 2 , і витягання в основі (донній частині) розташованого нижче по потоку розділового резервуара розташованої нижче по потоку + рідини, багатої на вуглеводні C2 ; - пропускання потоку палива під високим тиском через розташований нижче по потоку теплообмінник і проміжний теплообмінник для утворення нагрітого потоку палива під високим тиском; - розширення нагрітого потоку палива під високим тиском щонайменше в одному першому апараті динамічного розширення для отримання частково розширеного потоку палива; - нагрівання частково розширеного потоку палива пропусканням через розташований нижче по потоку теплообмінник і проміжний теплообмінник; - очищення щонайменше однієї рідини, отриманої на етапі охолодження вище по потоку, проміжного охолодження і охолодження нижче по потоку, для утворення фракції, багатої на етилен. Крекінг газ виходить з установки піролізу вуглеводнів, такий як піч крекінгу з водяною парою. Газ, що подається в установку піролізу, переважно містить щонайменше 70% етану у поєднанні з пропаном, бутаном, нафтою і/або газойлем. Спосіб описаного вище типу призначений для обробки крекінг газу для отримання фракції етилену, що містить більше 99,95% (молярних) етилену, з витяганням більше 99,5% (молярних) етилену, що міститься в крекінг газі. Спосіб описаного вище типу, що дозволяє досягти подібних результатів, описаний, наприклад, в EP 1 215 459. Цей спосіб призначений для обробки дуже великих об'ємів крекінг газу, наприклад, понад 50 тонн, конкретніше, понад 100 тонн в годину. Для забезпечення одночасно дуже високої чистоти зробленого потоку етилену і максимального ступеня витягання етилену необхідно охолодити оброблюваний газ до температури нижче - 100°'C і конкретніше нижче - 120 °C. Для цього потік крекінг газу послідовно приводять в стан теплообміну з пропіленом, циркулюючим в першому циклі зовнішнього охолодження, потім з етиленом, циркулюючим в другому циклі зовнішнього охолодження. Цикл охолодження етиленом зазвичай включає три температурні рівні з першим теплообмінником біля - 50 °C, другим теплообмінником біля - 75 °C і третім теплообмінником біля - 100 °C. Після кожного теплообміну частково конденсований крекінг газ вводять в розділовий резервуар для відведення рідини, що утворилася. + Зібрану рідину, яка зазвичай багата вуглеводнями з C 2 , направляють до очисної установки, що включає щонайменше одну колону, що фракціонує. Колона, що фракціонує, утворює потік, що містить етилен, що витягається кріогенним способом. З урахуванням застосування двох циклів охолодження і одного циклу на базі етилену з трьома температурними рівнями, можна додатково поліпшити енергоспоживання способу. Таким чином, мета винаходу полягає в наданні при нижчих капіталовкладеннях (за рахунок скасування температурного рівня, що забезпечується циклом охолодження) способу 1 UA 107944 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 фракціонування, що дозволяє як і раніше отримувати потік, багатий етиленом, з дуже високою мірою витягання, який має поліпшені енергетичні експлуатаційні показники. В зв'язку з цим, об'єктом винаходу є спосіб описаного вище типу, що характеризується тим, що спосіб включає наступні етапи : - пропускання частково розширеного потоку палива, що виходить з проміжного теплообмінника, через другий апарат динамічного розширення для утворення розширеного потоку палива; - нагрівання розширеного потоку палива, що виходить з другого апарату динамічного розширення, в розташованому нижче по потоку теплообміннику і в проміжному теплообміннику; - стискання нагрітого розширеного потоку палива щонайменше в одному компресорі, сполученому щонайменше з однією розширювальною турбіною першого апарату динамічного розширення і /або другого апарату динамічного розширення для утворення потоку палива, + бідного на вуглеводні C2 . Спосіб за винаходом може включати одну або декілька наступних ознак, узятих окремо або у будь-якому (у усіх) технічно можливому(их) поєднанні(ях): - теплова потужність, необхідна для охолодження проміжного потоку крекінг газу до другої температури, забезпечується в проміжному теплообміннику за рахунок теплообміну з потоком палива під високим тиском, за рахунок теплообміну з частково розширеним потоком палива і за рахунок теплообміну з розширеним потоком палива, без теплообміну із зовнішнім рідким холодагентом, циркулюючим в циклі охолодження; - спосіб включає витягання розташованої нижче по потоку рідини і її нагрівання в розташованому нижче по потоку теплообміннику і в проміжному теплообміннику; - розташовану нижче по потоку рідину переохолоджували в розташованому нижче по потоку теплообміннику перед її нагріванням в розташованому нижче по потоку теплообміннику, а потім в проміжному теплообміннику; - щонайменше одну фракцію проміжної рідини, уловленої на етапі проміжного охолодження, нагрівають в розташованому нижче по потоку теплообміннику і в проміжному теплообміннику; - фракцію проміжної рідини, відведеної на етапі проміжного охолодження, переохолоджували в розташованому нижче по потоку теплообміннику перед її повторним введенням в розташований нижче по потоку теплообмінник і потім в проміжний теплообмінник; - щонайменше частина з щонайменше однієї фракції проміжної рідини і розташованою нижче по потоку рідини випаровується при проходженні в розташованому нижче по потоку теплообміннику і в проміжному теплообміннику для утворення циркулюючого потоку газу, причому циркулюючий потік змішують з потоком сирого крекінг газу перед проходженням потоку сирого крекінг газу щонайменше через один компресор; - етап очищення включає введення щонайменше одного потоку, утвореного з розташованої вище по потоку рідини, з проміжної рідини і/або з розташованої нижче по потоку рідини, в колону, що фракціонує, і отримання в колоні потоку, багатого етиленом, призначеного для утворенні фракції, багатої на етилен, що фракціонує; - на етапі очищення розташовану вище по потоку рідину і проміжну рідину вводять в колону, що фракціонує; - головний потік, що виходить з колони, що фракціонує, відводять до розташованого вище по потоку теплообміннику і переважно до розташованого вище по потоку нагріваючому теплообміннику перед змішуванням з сирим крекінг газом; - перший апарат динамічного розширення і другий апарат динамічного розширення включають кожного щонайменше одну турбіну динамічного розширення, переважно кожен з них включає від двох до трьох турбін динамічного розширення; - молярний вміст водню в потоці палива під високим тиском перевищує 75%; і - перша температура складає нижче -63 °C, друга температура складає нижче -85 °C, і третя температура складає нижче -120 °C. Об'єктом винаходу також є установка фракціонування потоку крекінг газу, що виходить з установки піролізу вуглеводнів, для отримання фракції, багатої на етилен, і потоку палива, + бідного на вуглеводні C2 , причому установка включає: - розташовані вище по потоку засоби охолодження і часткової конденсації потоку сирого крекінг газу, включаючі засоби щонайменше часткового теплообміну з першим циклом зовнішнього охолодження і засоби відділення розташованої вище по потоку рідини, що включають щонайменше один розташований вище по потоку резервуар, для створення проміжного потоку крекінг газу, заздалегідь охолодженого до першої температури; - проміжні засоби охолодження і часткової конденсації проміжного потоку крекінг газу, що включають щонайменше один проміжний теплообмінник, і засоби відділення проміжної рідини, 2 UA 107944 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 що включають щонайменше один проміжний розділовий резервуар, для створення потоку крекінг газу, розташованого нижче по потоку, охолодженого до другої температури, нижчої, ніж перша температура; - розташовані нижче по потоку засоби охолодження і часткової конденсації потоку крекінг газу, розташованого нижче по потоку, включаючі щонайменше один розташований нижче по потоку теплообмінник для охолодження потоку крекінг газу, розташованого нижче по потоку, до третьої температури, нижчої, ніж друга температура; - розташований нижче по потоку розділовий резервуар і засоби введення потоку крекінг газу, що розташований нижче по потоку, що виходить з розташованого нижче по потоку теплообмінника, в розташований нижче по потоку розділовий резервуар; - засоби відведення у верхній частині розташованого нижче по потоку розділового + резервуара потоку газоподібного палива під високим тиском, бідного на вуглеводні з C 2 , і засобу відведення в нижній частині розташованого нижче по потоку розділового резервуара + розташованої нижче по потоку рідини, багатої на вуглеводні C2 ; - засоби пропускання потоку палива під високим тиском через розташований нижче по потоку теплообмінник і проміжний теплообмінник для утворення нагрітого потоку палива під високим тиском; - засоби розширення нагрітого потоку палива під високим тиском, що включають щонайменше один перший апарат динамічного розширення, для утворення частково розширеного потоку палива; - засоби нагрівання частково розширеного потоку палива пропусканням через розташований нижче по потоку теплообмінник і проміжний теплообмінник; - засоби очищення щонайменше однієї рідині, отриманої розташованими вище по потоку засобами охолодження, проміжними засобами охолодження і розташованими нижче по потоку засобами охолодження для утворення фракції, багатої на етилен; - що характеризується тим, що установка включає : - другий апарат динамічного розширення і засобу пропускання частково розширеного потоку палива, що виходить з проміжного теплообмінника, через другий апарат динамічного розширення для утворення розширеного потоку палива; - засоби нагрівання розширеного потоку палива, що виходить з другого апарату динамічного розширення, в розташованому нижче по потоку теплообміннику і проміжному теплообміннику; і - засоби стискання нагрітого розширеного потоку палива, що включають щонайменше один компресор в поєднанні щонайменше з однією розширювальною турбіною першого апарату динамічного розширення і/або другого апарату динамічного розширення для утворення потоку + палива, бідного на вуглеводні C2 . Винахід буде зрозумілішим після ознайомлення з описом нижче, приведеним виключно як приклад і складеним з посиланнями на додані малюнки, на яких : - єдина фігура є функціональною блок-схемою першої установки фракціонування за винаходом, призначеної для здійснення першого способу за винаходом. У тексті нижче одним і тим же посиланням позначений потік, циркулюючий в трубопроводі, і трубопровід, по якому переміщається цей потік. Крім того, за відсутності інших вказівок, наведена процентна концентрація є молярною процентною концентрацією, і тиск виражений у барах відносного тиску. Перший агрегат 10 крекінгу з водяною парою за винаходом представлений на фігурі 1. Цей агрегат 10 призначений для утворення фракції 12, багатої на етилен, і потоку 14 + газоподібного палива, бідного на вуглеводні C2 , на базі завантаження 16. Агрегат 10 включає установку 18 піролізу вуглеводнів, включаючу піч крекінгу з водяною парою, призначену для виробництва потоку 20 сирого крекінг газу. Крім того, він включає установку фракціонування 22 обробленого сирого газу для утворення потоку газоподібного палива 14 і фракції 12, багатої на етилен. Завантаження 16 переважно утворене щонайменше з 70% (молярних) етану у поєднанні з пропаном, Бутаном, нафтою і/або газойлем. Піч крекінгу з водяною парою 18 підходить для створення циркуляції завантаження 16 для її нагрівання до температури вище 800 °C. Це викликає термічний крекінг молекул вуглеводнів, що містяться в завантаженні 16, для утворення потоку сирого крекінг газу 20. Установка фракціонування 22 включає послідовно блок охолодження і стискання 24, і розташований вище по потоку блок 26, розташований нижче по потоку 30 і проміжний блок 28 охолодження і розділення крекінг газу. Крім того, установка 22 включає блок 32 обробки рідин, що утворилися у блоках 26 - 30, і блок розширення і нагрівання газоподібного палива 34. 3 UA 107944 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Блок стискання 24 включає етап охолодження і первинний компресор 36 і вторинний компресор 38, причому вторинний компресор розташовується нижче по потоку первинного компресора 36. Розташований вище по потоку блок охолодження і розділення 26 включає перший розташований вище по потоку розділовий резервуар 40, теплообмінник 42, цикл охолодження етиленом 44 і другий розташований вище по потоку розділовий резервуар 46. Цикл охолодження етиленом 44 включає два теплообмінники циклу 48A, 48B, в яких циркулює етилен. Температура етилену на вході складає нижче - 45 °C, переважно від - 45 °C до - 60 °C в теплообміннику 48A, і складає нижче - 65 °C і конкретніше від - 65 °C до - 80 °C в теплообміннику 48B. Теплообмінники 48A і 48B можуть бути вбудовані в розташований вище по потоку теплообмінник 42. Проміжний блок охолодження і розділення 28 включає по потоку перший проміжний теплообмінник 50, перший проміжний розділовий резервуар 52, потім другий проміжний теплообмінник 54 і другий проміжний розділовий резервуар 56. Розташований нижче по потоку блок охолодження і розділення 30 включає розташований нижче по потоку теплообмінник 58 і розташований нижче по потоку розділовий резервуар 60, призначений для утворення потоку газоподібного палива. Блок очищення рідин 32 включає колону, що фракціонує, 62, теплообмінник-ребойлер 64 і насос 66 біля основи колони. Блок розширення і нагрівання 34 включає перший апарат динамічного розширення 68, другий апарат динамічного розширення 70, причому кожен апарат 68, 70 є щонайменше однією турбіною динамічного розширення 68A, 70A. Крім того, блок розширення і нагрівання 34 включає нагріваючий теплообмінник 72, перший апарат стискання 74 і другий апарат стискання 75, причому кожен апарат 74 і 75 є щонайменше один компресор 74A і 75A, кожен з яких сполучений з розширювальною турбіною 68A, 70А, відповідно, першого апарату динамічного розширення 68 і другого апарату динамічного розширення 70. Нагріваючий теплообмінник 72 охолоджує рідкий холодагент, циркулюючий в циклі охолодження пропіленом 78. Цикл охолодження пропіленом 78 включає нижній теплообмінник 80, розташований позаду насоса 66 біля основи колони. Теплообмінник 80 може бути вбудований в теплообмінник 42. Нижче приведений опис першого способу за винаходом, здійснюваного в агрегаті 10 для обробки потоку крекінг газу, що утворився в результаті крекінгу з водяною парою завантаження 16. Спочатку завантаження 16, що містить здебільшого етан, вводять в піч крекінгу з водяною парою 18 для нагрівання до температури вище 800 °C і проведення термічного крекінгу. Потік сирого крекінг газу 20 відбирають з печі 18 при температурі вище 800 °C і тиску вище 1 бар. Потім цей потік 20 охолоджують і вводять в первинний компресор 36 для стискання під тиском вище 10 бар, яке значно нижче тиску в колоні, що фракціонує, 62, потім у вторинний компресор 38 для стискання під тиском вище 30 бар. Потім потік стислого крекінг газу 90, що виходить з вторинного компресора 38, розділяють на першу фракцію ребойлінга 92 і другу фракцію 94. Фракцію ребойлінга 92 вводять в теплообмінник 64 біля основи колони для охолодження і часткової конденсації. Другу фракцію 94 пропускають через перший клапан 96, регулюючий дебіт, перш ніж змішати її з фракцією ребойлінга 92, що виходить з теплообмінника 64, для утворення потоку частково конденсованого крекінг газу 98. У одному з варіантів способу потік крекінг газу 90 переважно може циркулювати, частково або повністю, в нагріваючому теплообміннику 72 перед розділенням на два потоки 92 і 94, для охолодження в теплообміннику 72. Молярне відношення першої фракції ребойлінга 92 до другої фракції 94 складає від 5% до 20%. Потік частково конденсованого крекінг газу 98 містить щонайменше 15% (молярних) рідини. Його температура складає нижче - 30 °C. Потім потік 98 вводять в перший розташований вище по потоку розділовий резервуар 40, для утворення першої розташованої вище по потоку рідини 100 і потоку 102 крекінг газу, розташованого вище по потоку . Першу розташовану вище по потоку рідину 100 відводять з дна першого розділового резервуару 40 і подають на нижній рівень N1 колони, що фракціонує, 62 після проходження і розширення в другому клапані 104, що регулює дебіт. Переважний тиск в колоні, що фракціонує, 62 складає від 10 бар до 14 бар. 4 UA 107944 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Потім потік 102, розташований вище по потоку, розділяють на перший газовий потік 106 крекінг газу і другий газовий потік 108 крекінг газу. Відношення молярного дебіту першого потоку 106 до молярного дебітна потоку 102, розташованого вище по потоку, перевищує 8%. Перший потік 106 охолоджують до температури нижче - 63 °C і, конкретніше, практично до рівня від - 63 °C до - 78 °C в розташованому вище по потоку теплообміннику 42. Другий газовий потік 108 послідовно вводять в перший теплообмінник циклу 48A для охолодження до температури нижче - 43 °C теплообміном з етиленом, циркулюючим в циклі 44. Потім його вводять в другий теплообмінник циклу 48B для охолодження до температури нижче 63 °C, і, конкретніше, до рівня від - 63 °C до - 78 °C. Після охолодження потоки 106 і 108 змішують для утворення розташованого вище по потоку частково конденсованого потоку крекінг газу 110, який вводять в другий розташований вище по потоку розділовий резервуар 46. Молярний вміст рідини в розташованому вище по потоку частково конденсованому потоці крекінг газу 110 складає від 30% до 60%. У другому розташованому вище по потоку розділовому резервуарі 46 потік 110 розділяють на другу розташовану вище по потоку рідина 112 і перший проміжний газовий потік 114 крекінг газу, охолоджений до першої температури нижче, - 63 °C. Другу розташовану вище по потоку рідину 112 відводять з дна другого розташованого вище по потоку розділового резервуару 46. Вона утворює потік 113 після проходження і розширення в третьому клапані 116, що регулює дебіт, і його подають на рівень N2 колони, що фракціонує, 62, розташований над рівнем N1. Перший проміжний потік 114 крекінг газу вводять в перший проміжний теплообмінник 50 для його охолодження до температури нижче - 85 °C і утворення проміжного частково конденсованого потоку 118 крекінг газу. Температура потоку 118 складає нижче - 85 °C, і вміст рідини складає від 8% (молярних) до 30% (молярних). Потім потік 118 вводять в перший проміжний розділовий резервуар 52 для утворення першої проміжної рідини 120 і другого проміжного газового потоку 122 крекінг газу. Першу проміжну рідину відводять з дна резервуару 52. Вона утворює потік 121 після проходження і розширення в четвертому клапані 124, що регулює дебіт, і потім його подають на третій рівень N3 колони, що фракціонує, 62, розташований над рівнем N2. У одному з варіантів способу потоки 113 і 121 можна сполучати перед поданням в колону, що фракціонує, 62. Потім другий проміжний газовий потік 122 вводять в другий проміжний теплообмінник 54 для охолодження до другої температури нижче - 105 °C і складовій від - 105 °C до - 120 °C. На виході з другого проміжного теплообмінника 54 другий проміжний частково конденсований потік 126 вводять в другий проміжний розділовий резервуар 56 для розділення на другу проміжну рідину 128 і потік крекінг газу 130, розташований нижче по потоку. Першу фракцію 132 другої проміжної рідини 128 подають на рівень N4 колони, що фракціонує, 62, розташований над рівнем N3, після проходження і розширення в п'ятому клапані 134, що регулює дебіт. Другу фракцію 136 рециркуляцій другої проміжної рідини 128 переохолоджували в розташованому нижче по потоку теплообміннику 58, як це буде видно нижче. Потім потік крекінг газу 130, розташований нижче по потоку, вводять в розташований нижче по потоку теплообмінник 58 для охолодження і утворення частково конденсованого потоку крекінг газу 140, розташований нижче по потоку. Температура потоку 140 на виході з розташованого нижче по потоку теплообмінника 58 складає нижче -125 °C і, конкретніше, складає від -125 °C до -140 °C. Потім потік 140 вводять в розташований нижче по потоку розділовий резервуар 60 для розділення на розташовану нижче по потоку рідина 142 і потік газоподібного палива 144 під високим тиском, призначений для розширення. Потік газоподібного палива 144 містить більше + 75% (молярних) водню і менше 0,5% (молярних) вуглеводнів C 2 . Потік 144 вводять спочатку в розташований нижче по потоку теплообмінник 58 для його нагрівання теплообміном протитечією з охолодженим потоком крекінг газу 130, розташованим нижче по потоку, потім в другий проміжний теплообмінник 54 для нагрівання протитечією, конкретніше з другим проміжним потоком 122 крекінг газу до температури, що перевищує, 110 °C. Потім його вводять в перший проміжний теплообмінник 50 для його нагрівання теплообміном з першим проміжним потоком крекінг газу 114 до температури, що перевищує 85 °C. Потік газоподібного палива під високим тиском 146, нагрітий до температури, що перевищує - 85 °C, потім вводять в турбіну динамічного розширення 68A першого апарату динамічного 5 UA 107944 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 розширення 68 для розширення до тиску нижче 12 бар і утворення потоку 148 газоподібного палива під проміжним тиском. Температура потоку 148 складає нижче - 115 °C. Потім потік 148 знову вводять в розташований нижче по потоку теплообмінник 58, в другий проміжний теплообмінник 54, і в перший проміжний теплообмінник 50 для його послідовного нагрівання теплообміном відповідно з потоком 130, потоком 122 і потоком 114, як було описано вище. Це пропускання потоку 148 через теплообмінники 50, 54, 58 здійснюється між турбіною 68A першого апарату 68 і турбіною 70A другого апарату 70. Потім нагрітий потік 150 газоподібного палива під проміжним тиском вводять в турбіну динамічного розширення 70A другого апарату динамічного розширення 70 для розширення до тиску нижче 4 бар і утворення охолодженого потоку газоподібного палива 152 під низьким тиском. Тепер температура потоку 152 складає нижче - 115 °C, і його тиск складає нижче 4 бар. Потім потік 152 послідовно вводять в розташований нижче по потоку теплообмінник 58, в другий проміжний теплообмінник 54 і в перший теплообмінник 50 для його нагрівання протитечією відповідно з потоком 130, потоком 122 і потоком 114, як це було описано вище. Нагрітий потік газоподібного палива 154 під низьким тиском, що виходить з першого проміжного теплообмінника 50, потім послідовно вводять в розташований вище по потоку теплообмінник 42 для приведення в стан теплообміну з першим газовим потоком 106, отриманим з першого газового потоку крекінг газу 102, потім в нагріваючий теплообмінник 72. У нагріваючому теплообміннику 72 потік 154 нагрівається теплообміном з рідким холодагентом 156 на базі пропілену, циркулюючому в циклі охолодження 78. Таким чином, тиск нагрітого потоку 160 газоподібного палива під низьким тиском, що виходить з теплообмінника 72, наближено до атмосферного тиску. Потім потік 160 послідовно вводять в компресор 75A другого апарату стискання 75, потім в компресор 74A розташованого нижче по потоку апарату стискання 74 для утворення потоку палива 14, призначеного для живлення мережі установки. Тиск потоку 14 складає вище 5 бар. Зміст етилену в газоподібному паливі 144 під високим тиском як і в газоподібному паливі 14 складає нижче 0,5% (молярних). Міра витягання етилену в установці перевищує 99,5%. Потік палива 14 переважно містить більше 99% метану, що міститься в потоці сирого крекінг газу 20. + Розташована нижче по потоку рідина 142 містить більше 25% (молярних) вуглеводнів з C 2 . Її вводять в розташований нижче по потоку теплообмінник 58 для її переохолодження до температури нижче -120 °C. Після проходження через теплообмінник 58 рідин 136, 142 змішують і послідовно вводять в теплообмінники 58, 54, 50, 42 і 72 для нагрівання і випару теплообміном з відповідними потоками, циркулюючими в цих теплообмінниках. Таким чином вони утворюють нагрітий рециркуляційний газовий потік 162, що має температуру вище 10 °C. Газовий потік 162 повторно вводять в потік сирого крекінг газу 20 в первинний компресор 36. У одному з варіантів способу рідини 136 і 142 вводять окремо в теплообмінники 58, 54, 50, 42, 72 для нагрівання перед їх повторним введенням в потік сирого крекінг газу 20. Колона, що фракціонує, 62 утворює головний потік 164, багатий на метан, і нижній потік 166, багатий на етилен. Головний потік 164 вводять після нагрівання в розташованому вище по потоку теплообміннику 42, потім після нагрівання в нагріваючому теплообміннику 72 - в потік сирого крекінг газу 20 між первинним компресором 36 і вторинним компресором 38. Нижній потік 166, що виходить з колони, що фракціонує, 62, перекачують насосом 66 перед його введенням в рекуперуючий теплообмінник 80 (який може бути вбудований в теплообмінник 72). Таким чином, він нагрівається, контактуючи з пропіленом, що утворює рідкий холодагент циклу 78. Після проходження через теплообмінник 80 утворюється фракція 12, багата етиленом. Ця фракція 12 містить більше 99,5% (молярних) етилену, що міститься в потоці сирого крекінг газу 20. За винаходом проміжний потік крекінг газу 114, який охолоджується до температури нижче 63 °C завдяки охолодженню, що забезпечується циклом на базі етилену 44, потім охолоджують до температури нижче - 90 °C виключно теплообміном з потоком газоподібного палива під високим тиском 144, з частково розширеним потоком газоподібного палива 148 і з розширеним потоком газоподібного палива 152, і нагріванням рідин 142, 136, що виходять з резервуарів 56, 60, в теплообмінниках 50, 54 і 58. Таким чином, немає необхідності передбачати охолоджувальний цикл на базі етилену 44, 6 UA 107944 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 що включає температурний рівень - 100 °C (зазвичай від - 95 °C до - 102 °C), між розташованим вище по потоку резервуаром 46 і розташованим нижче по потоку резервуаром 60. Це знижує енергоспоживання способу і інвестиції, необхідні для його реалізації. Так, адекватне використання потенціалу розширення і високої теплоємності газоподібного палива під високим тиском 144, що утворилося на виході з розташованого нижче по потоку резервуару 60, унаслідок високого вмісту в ньому водню дозволяє значно понизити енергоспоживання способу. Таким чином, є можливість зменшити питоме холодопродуктивність щонайменше на 30 кВт-г на тонну зробленого етилену в годину в порівнянні з агрегатом, відомим з попереднього рівня техніки, зберігши при цьому міру витягання етану на рівні вище 99,5% і роблячи фракцію 12, багату на етилен. Цей результат був отриманий при зменшенні розміру інвестицій, необхідних для здійснення установки, оскільки не було необхідності передбачати спеціальний компресор і спеціальний теплообмінник для температурного рівня - 100 °C в циклі на базі етилену 44. У одному з варіантів кожен апарат динамічного розширення 68 включає ряд турбін динамічного розширення, наприклад, від 2 до 3 турбін динамічного розширення. У іншому варіанті розміщують додатковий компресор після компресорів 76A, 76B для стискання газоподібного палива 14 до більше високого тиску. У інших варіантах блок обробки включає ряд колон фракціонування, як це описано, наприклад, в EP 1 215 459. Слід помітити, як це представлено на єдиній фігурі, що увесь потік палива під високим тиском 144 послідовно нагрівають в розташованому нижче по потоку теплообміннику і в проміжних теплообмінниках 50, 54 перед введенням усього потоку в перший апарат динамічного розширення 68. Аналогічно, увесь частково розширений потік палива 148, що виходить з першого апарату динамічного розширення 68, пропускають послідовно через розташований нижче по потоку теплообмінник 58 і через проміжні теплообмінники 50, 54 перед введенням усього потоку в другий апарат динамічного розширення 70. Потім увесь розширений потік палива 152, що виходить з другого апарату динамічного розширення 70, вводять в розташований нижче по потоку теплообмінник 58 і в проміжні теплообмінники 50, 54. Отже, уловлювання фригорій є максимальним для забезпечення охолодження газу. Крім того, слід зауважити, що резервуари 40, 46 і 52, 56 і 60 є простими розділовими резервуарами, а не перегінними колонами. Таким чином, ці резервуари не мають тарілок або насадок. Колона, що фракціонує, 62 є колоною отгоночного типу. Так, головний потік 164, багатий метаном, такий, що виходить з колони 62, повністю відводиться в сирий крекінг газ 20, при цьому жодну з фракцій цього потоку 164 не конденсують для відведення зворотним потоком в колону 62. В той же час, теплоутворююча здатність, необхідна для охолодження потоку крекінг газу 130, розташованого нижче по потоку, до третьої температури, забезпечується в розташованому нижче по потоку теплообміннику 58, теплообміном з потоком палива під високим тиском 144, теплообміном з частково розширеним потоком палива і теплообміном з розширеним потоком палива 152, без теплообміну із зовнішнім рідким холодагентом, циркулюючим в циклі охолодження, і, конкретніше, без теплообміну з рідким холодагентом, циркулюючим в циклі охолодження 44. Як було відмічено вище, немає необхідності оснащувати цикл 44 ступенем охолодження до температури порядку - 100 °C, і, конкретніше, від - 85 °C до - 102 °C. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 50 55 60 1. Спосіб фракціонування потоку крекінг-газу (20), що виходить з установки піролізу вуглеводнів (18), для отримання фракції, багатої на етилен (12), і потоку палива, бідного на + вуглеводні С2 (14), причому спосіб включає наступні етапи: - охолодження вище за потоком і часткова конденсація потоку сирого крекінг-газу (20) принаймні частковим теплообміном з рідким холодагентом, циркулюючим в першому циклі (44) зовнішнього охолодження, і відділення розташованої вище за потоком рідини (112) принаймні в одному розташованому вище за потоком резервуарі (46) для утворення проміжного потоку крекінг-газу (114), заздалегідь охолодженого до першої температури; - проміжне охолодження і часткова конденсація проміжного потоку крекінг-газу (114) принаймні в одному проміжному теплообміннику (50, 54) і відділення проміжної рідини (120, 128) принаймні в одному проміжному розділовому резервуарі (52, 56) для утворення потоку 7 UA 107944 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 крекінг-газу (130), розташованого нижче за потоком, охолодженого до другої температури, нижчої, ніж перша температура; - охолодження нижче за потоком і часткова конденсація потоку крекінг-газу (130), розташованого нижче за потоком, принаймні в одному розташованому нижче за потоком теплообміннику (58) до третьої температури, нижчої, ніж друга температура; - введення частково конденсованого потоку крекінг газу (140), розташованого нижче за потоком, що виходить з розташованого нижче за потоком теплообмінника (58), в розташований нижче за потоком розділовий резервуар (60); - витягання у верхній частині розташованого нижче за потоком розділового резервуара (60) + потоку газоподібного палива (144) під високим тиском, бідного на вуглеводні С 2 , і витягання в основі розташованого нижче за потоком розділового резервуара, розташованої + нижче за потоком рідини (142), багатої на вуглеводні С2 ; - пропускання потоку палива під високим тиском (144) через розташований нижче за потоком теплообмінник (58) і проміжний теплообмінник (50, 54) для утворення нагрітого потоку палива під високим тиском (146); - розширення нагрітого потоку палива під високим тиском (146) принаймні в одному першому апараті динамічного розширення (68) для отримання частково розширеного потоку палива (148); - нагрівання частково розширеного потоку палива (148) пропусканням через розташований нижче за потоком теплообмінник (58) і проміжний теплообмінник (50, 54); - очищення принаймні однієї рідини (112, 120, 128), отриманої на етапі охолодження вище за потоком, проміжного охолодження і охолодження нижче за потоком для утворення фракції, багатої на етилен (12); який відрізняється тим, що спосіб включає наступні етапи: - пропускання частково розширеного потоку палива (148), що виходить з проміжного теплообмінника (50, 54), через другий апарат динамічного розширення (70) для утворення розширеного потоку палива (152); - нагрівання розширеного потоку палива (152), що виходить з другого апарата динамічного розширення (70), в розташованому нижче за потоком теплообміннику (58) і в проміжному теплообміннику (50, 54); - стискання нагрітого розширеного потоку палива (160) принаймні в одному компресорі (74А, 75A), сполученому принаймні з однією розширювальною турбіною (68А, 70А) першого апарата динамічного розширення і/або другого апарата динамічного розширення для + утворення потоку палива, бідного на вуглеводні С2 (14); - причому теплотворна здатність, необхідна для охолодження проміжного потоку крекінггазу (114) до другої температури, забезпечується в проміжному теплообміннику (50, 54) теплообміном з потоком палива під високим тиском (144), теплообміном з частково розширеним потоком палива (148) і теплообміном з розширеним потоком палива (152) без теплообміну із зовнішнім рідким холодагентом, циркулюючим в циклі охолодження. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що теплотворна здатність, необхідна для охолодження потоку крекінг-газу (130), розташованого нижче за потоком, до третьої температури забезпечується в розташованому нижче за потоком теплообміннику (58) теплообміном з потоком палива під високим тиском (144), теплообміном з частково розширеним потоком палива (148) і теплообміном з розширеним потоком палива (152), без теплообміну із зовнішнім рідким холодагентом, циркулюючим в циклі охолодження. 3. Спосіб за будь-яким з попередніх пп., який відрізняється тим, що він включає уловлювання розташованої нижче за потоком рідини (142) і її нагрівання в розташованому нижче за потоком теплообміннику (58) і в проміжному теплообміннику (50, 54), при цьому розташовану нижче за потоком рідину переохолоджували в розташованому нижче за потоком теплообміннику (58) перед її нагріванням в розташованому нижче за потоком теплообміннику (58), потім в проміжному теплообміннику (50, 54). 4. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що увесь нагрітий потік палива під високим тиском (146), що виходить з проміжного теплообмінника (50, 54), вводять в перший апарат динамічного розширення (68), увесь нагрітий частково розширений потік палива (150), що виходить з проміжного теплообмінника (50, 54), вводять в другий апарат динамічного розширення (70). 5. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що принаймні одну фракцію (136) проміжної рідини (128), відведеної на етапі проміжного охолодження, нагрівають в розташованому нижче за потоком теплообміннику (58) і в проміжному теплообміннику (50, 54). 8 UA 107944 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 6. Спосіб за п. 5, який відрізняється тим, що фракцію (136) проміжної рідини (128), відведену на етапі проміжного охолодження, переохолоджували в розташованому нижче за потоком теплообміннику (58) перед її повторним введенням в розташований нижче за потоком теплообмінник (58) і потім в проміжний теплообмінник (50, 54). 7. Спосіб за будь-яким з пунктів 4-6, який відрізняється тим, що принаймні частина з принаймні однієї фракції (136) проміжної рідини (128) і розташованої нижче за потоком рідини (142) випаровується при проходженні в розташованому нижче за потоком теплообміннику (58) і в проміжному теплообміннику (50, 54) для утворення циркулюючого потоку газу (162), причому циркулюючий потік (162) змішують з потоком сирого крекінг-газу (20) перед проходженням потоку сирого крекінг-газу (20) принаймні через один компресор (38). 8. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що етап очищення включає введення принаймні одного потоку (112, 120, 132), утвореного з розташованої вище за потоком рідини (112), проміжної рідині (120, 128) і/або розташованою нижче за потоком рідини (142) в колону (62), що фракціонує, і утворення в колоні (62), що фракціонує, потоку, багатого на етилен (166), призначеного для утворення фракції, багатої на етилен (12). 9. Спосіб за п. 8, який відрізняється тим, що на етапі очищення розташовану вище за потоком рідину (112) і проміжну рідину (120) вводять у фракціонуючу колону (62). 10. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що увесь головний потік (164), що виходить з фракціонуючої колони (62), відводять до розташованого вище за потоком теплообміннику (42) і переважно до розташованого вище за потоком нагріваючого теплообмінника (72) перед змішуванням з сирим крекінг-газом (20), при цьому жодну з фракцій цього потоку (164) не конденсують для відведення зворотним потоком у фракціонуючу колону (62). 11. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що перший апарат динамічного розширення (68) і другий апарат динамічного розширення (70) включають кожен принаймні одну турбіну динамічного розширення (68А, 70А), переважно кожен з них включає від двох до трьох турбін динамічного розширення. 12. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що молярний вміст водню в потоці палива під високим тиском (144) перевищує 75 %. 13. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що перша температура складає нижче -63 °C, що друга температура складає нижче -85 °C, і що третя температура складає нижче -120 °C. 14. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що в першому циклі охолодження відсутній температурний рівень від -95 °C до -102 °C між розташованим вище за потоком резервуаром (46) і розташованим нижче за потоком резервуаром (60). 15. Установка фракціонування (22) потоку крекінг-газу (20), що виходить з установки піролізу вуглеводнів (18), для отримання фракції, багатої на етилен (12), і потоку палива, + бідного на вуглеводні С2 (14), причому установка (22) включає: - розташовані вище за потоком засоби охолодження і часткової конденсації потоку сирого крекінг-газу (20), включаючи засоби принаймні часткового теплообміну (48А, 48В) з першим циклом зовнішнього охолодження (44) і засоби відділення розташованої вище за потоком рідини (112), що включають принаймні один розташований вище за потоком резервуар (46), для створення проміжного потоку крекінг-газу (114), заздалегідь охолодженого до першої температури; - проміжні засоби охолодження і часткової конденсації проміжного потоку крекінг-газу (114), що включають принаймні один проміжний теплообмінник (50, 54), і засоби відділення проміжної рідини (120, 128), що включають принаймні один проміжний розділовий резервуар (52, 56), для створення потоку крекінг-газу (130), розташованого нижче за потоком, охолодженого до другої температури, нижчої, ніж перша температура; - розташовані нижче за потоком засоби охолодження і часткової конденсації потоку крекінггазу (130), розташованого нижче за потоком, включаючи принаймні один розташований нижче за потоком теплообмінник (58) для охолодження потоку крекінг-газу (130), розташованого нижче за потоком, до третьої температури, нижчої, ніж друга температура; - розташований нижче за потоком розділовий резервуар (60) і засоби введення потоку крекінг-газу (140), розташованого нижче за потоком, що виходить з розташованого нижче за потоком теплообмінника (58), в розташований нижче за потоком розділовий резервуар (60); - засоби відведення у верхній частині розташованого нижче за потоком розділового резервуара (60) потоку газоподібного палива під високим тиском (144), бідного на 9 UA 107944 C2 + 5 10 15 20 вуглеводні С2 , і засоби відведення в нижній частині розділового резервуара (60), + розташованої нижче за потоком рідини (142), багатої на вуглеводні С 2 ; - засоби пропускання потоку палива під високим тиском (144) через розташований нижче за потоком теплообмінник (58) і проміжний теплообмінник (50, 54) для утворення нагрітого потоку палива під високим тиском (146); - засоби розширення нагрітого потоку палива під високим тиском (146), що включають принаймні один перший апарат динамічного розширення (68), для утворення частково розширеного потоку палива (148); - засоби нагрівання частково розширеного потоку палива (148) пропусканням через розташований нижче за потоком теплообмінник (58) і проміжний теплообмінник (50, 54); - засоби очищення принаймні однієї рідини (112, 120, 128), отриманої розташованими вище за потоком засобами охолодження, проміжними засобами охолодження і розташованими нижче за потоком засобами охолодження для утворення фракції, багатої на етилен (12); яка відрізняється тим, що установка (22) включає: - другий апарат динамічного розширення (70) і засоби пропускання частково розширеного потоку палива (148), що виходить з проміжного теплообмінника (50, 54), через другий апарат динамічного розширення (70) для утворення розширеного потоку палива (152); - засоби нагрівання розширеного потоку палива (152), що виходить з другого апарата динамічного розширення (70), в розташованому нижче за потоком теплообміннику (58) і проміжному теплообміннику (50, 54); - засоби стискання нагрітого розширеного потоку палива (160), що включають принаймні один компресор (74А, 75А) в поєднанні принаймні з однією розширювальною турбіною (68А, 70А) першого апарата динамічного розширення і/або другого апарата динамічного + розширення для утворення потоку палива (14), бідного на вуглеводні С 2 . 10 UA 107944 C2 Комп’ютерна верстка О. Рябко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 11