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Printed by Jouve, 75001 PARIS (FR) Europäisches Patentamt European Patent Offic

Printed by Jouve, 75001 PARIS (FR) Europäisches Patentamt European Patent Office Office européen des brevets (19) EP 1 215 459 A2 *EP001215459A2* (11) EP 1 215 459 A2 (12) DEMANDE DE BREVET EUROPEEN (43) Date de publication: 19.06.2002 Bulletin 2002/25 (21) Numéro de dépôt: 01403067.0 (22) Date de dépôt: 29.11.2001 (51) Int Cl.7: F25J 3/02, C10G 70/00 (84) Etats contractants désignés: AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE TR Etats d’extension désignés: AL LT LV MK RO SI (30) Priorité: 07.12.2000 FR 0015922 (71) Demandeur: TECHNIP-COFLEXIP 92400 Courbevoie (FR) (72) Inventeurs: • Kaiser, Victor 78600 Maisons Laffitte (FR) • Laugier, Jean-Paul 75013 Paris (FR) • Simon, Yvon 78350 Les Loges en Josas (FR) (74) Mandataire: Thinat, Michel Cabinet Weinstein, 56 A, rue du Faubourg Saint-Honoré 75008 Paris (FR) (54) Procédé et installation pour la récupération et la purification de l’éthylène produit par pyrolyse d’hydrocarbures (57) Procédé pour la récupération à grand rende- ment de l'éthylène et des hydrocarbures plus lourds à partir de gaz produit par pyrolyse des hydrocarbures (1) dans lequel les produits liquides (12-15, 23) résultant de la condensation fractionnée du gaz de craquage (1) pour la récupération de presque tout l'éthylène, alimen- tent une colonne de distillation (C1), dite dééthaniseur à différents niveaux intermédiaires, au sommet de la- quelle, la vapeur (31) du distillat de colonne est traitée directement dans un réacteur d'hydrogénation d'acéty- lène (R1), l'effluent ne contenant presque plus d'acéty- lène étant séparé par une colonne de distillation (C2) dite déméthaniseur, en un produit de queue (43) enrichi en éthylène et éthane tandis que le produit de tête (44) est recyclé par compression ou traité pour une récupé- ration ultérieure de l'éthylène. EP 1 215 459 A2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 2 Description [0001] La présente invention concerne de façon générale et selon un premier de ses aspects, l'industrie chimique et en particulier une méthode de récupération à haut rendement et de purification de l'éthylène ainsi que d'autres produits issus d'un gaz produit par pyrolyse d'hydrocarbures. Cette invention concerne également une installation et des équipements destinés à mettre en oeuvre cette méthode à une échelle industrielle. [0002] Un grand nombre d'ouvrages et de brevets traitant de la production, de la récupération et de la purification des oléfines montre leur importance industrielle et les problèmes rencontrés au cours de la mise en oeuvre des diffé- rents procédés. [0003] Récemment, la capacité de production des unités d'éthylène, a atteint et même dépassé le chiffre de 1 million de tonnes par an, pour une seule ligne, ce qui nécessite une nouvelle approche de la conception du procédé, des équipements et de la contrôlabilité de l'unité. [0004] Dans les systèmes de récupération et de purification, spécialement pour l'éthylène, l'élimination de l'acétylène constitue un élément clé de la purification. En raison de sa volatilité relative par rapport à l'éthylène et à l'éthane, il ne peut pas être séparé par distillation. Dans la pratique industrielle, il n'y a que deux procédés appliqués : l'absorption de l'acétylène par un solvant et l'hydrogénation en éthylène et en éthane. [0005] La première méthode met en jeu un solvant qui est habituellement du N,N-diméthylformamide (DMF) ou de la N-méthylpyrolidone (NMP), ce qui permet de récupérer préférentiellement l'acétylène sous forme dissoute. [0006] La deuxième méthode, qui correspond à une hydrogénation catalytique, est généralement réalisée soit par un traitement de la totalité du gaz issu du craquage avant séparation de l'hydrogène contenu dans celui-ci, soit par un traitement séparé des coupes contenant des hydrocarbures en C2 après un ajout d'hydrogène suffisamment pur pour transformer tout l'acétylène en éthylène et en éthane. Ces deux types d'hydrogénation utilisent des catalyseurs à base de palladium ayant différentes formulations. [0007] L'étape d'hydrogénation de l'acétylène a également été le sujet de très nombreux ouvrages et inventions traitant du système de catalyseur et des formulations du catalyseur et exposant les inconvénients spécifiques liés à chacune des technologies d'hydrogénation: [0008] Ainsi, dans le cas du traitement de la totalité du gaz de craquage issu de la pyrolyse d'hydrocarbures dans un réacteur d'hydrogénation, il peut se produire une réaction d'emballement correspondant à une accélération de la cinétique de la réaction de transformation de l'acétylène en éthylène (et aussi de réactions secondaires indésirables) en raison d'une augmentation importante de la température du catalyseur conjointement à la présence d'un grand excès d'hydrogène (50 à 100 fois la quantité requise par la stoechiométrie). L'éthylène peut alors se transformer en éthane et provoquer ainsi une forte augmentation de la température qui oblige à dépressuriser immédiatement le réacteur pour éviter une explosion. [0009] Dans le cas du traitement de la coupe C2 seule, il peut se produire une polymérisation de l'acétylène et une désactivation progressive du catalyseur, en raison de la grande concentration en hydrocarbures insaturés de la coupe à traiter, ce qui exige de procéder à une régénération ou a un remplacement périodique de la charge du catalyseur. Généralement, on installe un réacteur de réserve afin de ne pas interrompre la production. De plus, il faut utiliser un courant d'hydrogène purifié pour la réaction et ces deux aspects tendent à augmenter les investissements pour les équipements de réserve ou les équipements servant uniquement à l'objectif décrit. [0010] La présente invention pallie les inconvénients respectifs des techniques antérieures connues, par la purifi- cation de la fraction riche en éthylène à une étape intermédiaire du procédé. [0011] Ainsi, l'invention concerne, selon un des ses aspects, un procédé de fractionnement d'un gaz sensiblement anhydre issu de la pyrolyse d'hydrocarbures contenant de l'hydrogène et des hydrocarbures, notamment des hydro- carbures de C1 à C3, incluant de l'éthylène, du propylène et de l'acétylène, en au moins un courant enrichi en hydrogène et/ou méthane, au moins un courant enrichi en éthylène et appauvri en acétylène et au moins un courant enrichi en propylène, comprenant des étapes où : a) on refroidit et on liquéfie progressivement le gaz issu de la pyrolyse d'hydrocarbures sous pression par passage dans une série de zones d'échange de chaleur de plus en plus froides, on sépare du gaz de pyrolyse au moins un condensat après passage dans chaque zone d'échange de chaleur, l'un au moins des condensats étant enrichi en propylène et au moins un autre condensat étant enrichi en éthylène et en éthane et renfermant en solution une proportion mineure d'hydrogène, de méthane et d'acétylène, et on collecte le gaz résiduel, riche en hydrogène, b) on évapore au moins en partie, par abaissement de la pression, le condensat enrichi en éthylène et éthane et le condensat enrichi en propylène et on les réchauffe, indépendamment ou non, dans au moins une des zones d'échange de chaleur par échange thermique avec des fluides à refroidir, incluant au moins le gaz issu de la pyrolyse, pour fournir respectivement une fraction au moins partiellement évaporée issue de la détente et du réchauffement de la fraction enrichie en éthylène et en éthane, et une fraction au moins partiellement évaporée issue de la détente et du réchauffement de la fraction enrichie en propylène, de façon à fournir au moins une partie EP 1 215 459 A2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 3 du froid nécessaire au refroidissement et à la liquéfaction progressives d'au moins ledit gaz issu de la pyrolyse d'hydrocarbures lors de son passage dans lesdites zones successives d'échange de chaleur, c) on introduit les fractions au moins partiellement évaporées issues de l'étape (b) dans une partie d'une colonne de distillation appelée dééthaniseur, le condensat au moins partiellement évaporé enrichi en éthylène et en éthane étant admis en un point de la partie de colonne de distillation appelée dééthaniseur plus élevé que le condensat au moins partiellement évaporé enrichi en propylène, la partie de colonne de distillation appelée dééthaniseur fonctionnant dans des conditions de température et pression permettant de séparer, dans une partie supérieure, un premier courant de tête gazeux enrichi en éthylène et en éthane renfermant, en proportion mineure, de l'acé- tylène, de l'hydrogène et du méthane, et dans une partie inférieure, un premier courant de fond liquide enrichi en propylène, qui est collecté, d) on envoie le premier courant de tête gazeux enrichi en éthylène et en éthane provenant de l'étape (c) dans une zone d'élimination d'acétylène par extraction au solvant et/ou par hydrogénation sélective de l'acétylène au moyen de l'hydrogène contenu dans le premier courant de tête gazeux, pour fournir un courant essentiellement exempt d'acétylène et e) on refroidit et on fractionne, dans une partie d'une colonne de distillation appelée déméthaniseur, le courant gazeux essentiellement exempt d'acétylène issu de l'étape (d) en une deuxième fraction gazeuse de tête, enrichie en hydrogène et/ou méthane, qui est collectée, et une deuxième fraction liquide de fond, enrichie en éthylène et en éthane et essentiellement exempte d'acétylène, qui est également collectée. [0012] Le gaz de charge est en général essentiellement exempt d'eau afin de prévenir des dépôts de glace dans les circuits à basse température. Ainsi, une teneur en eau uploads/Finance/ep1215459a2.pdf