СОЧЕТАНИЕ МЕМБРАННОГО СПОСОБА И АДСОРБЦИИ С ПЕРЕМЕННЫМ ДАВЛЕНИЕМ В УСТАНОВКЕ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗОБУТАНА И АЗОТА

1. Способ разделения компонентов в системе производства полимеров, включающий:
(a) разделение потока продукта полимеризации на поток газа и поток полимеров, при этом поток полимеров содержит полиэтилен, изобутан, этилен и этан;
(b) контактирование по меньшей мере части потока полимера с продувочным газом в продувочном сосуде для производства потока продуваемого полимера и потока отработанного продувочного газа, при этом поток продуваемого полимера содержит полиэтилен и при этом поток отработанного продувочного газа содержит продувочный газ, изобутан, этилен и этан;
(c) введение по меньшей мере части потока отработанного продувочного газа в компрессор для производства потока сжатого газа;
(d) введение по меньшей мере части потока сжатого газа в первый блок разделения для производства первого потока углеводородов и сырьевого потока мембранного блока, при этом первый поток углеводородов содержит не менее чем около 50% изобутана в потоке сжатого газа и при этом сырьевой поток мембранного блока содержит не менее чем около 95% продувочного газа в потоке сжатого газа;
(e) введение по меньшей мере части сырьевого потока мембранного блока в мембранный блок для производства первого потока извлекаемого продувочного газа и потока ретентата, при этом поток ретентата содержит менее чем около 30% продувочного газа в сырьевом потоке мембранного блока;
(f) введение по меньшей мере части потока ретентата во второй блок разделения для производства второго потока углеводородов и сырьевого потока установки адсорбции с изменением давления (PSA), при этом сырьевой поток установки PSA содержит не менее чем около 97% продувочного газа в потоке ретентата; и
(g) введение по меньшей мере части сырьевого потока установки PSA в установку PSA для производства второго потока извлекаемого продувочного газа и потока хвостового газа, причем молярная концентрация продувочного газа во втором потоке извлекаемого продувочного газа больше молярной концентрации продувочного газа в первом потоке извлекаемого продувочного газа.
2. Способ по п. 1, дополнительно включающий (i) возврат по меньшей мере части первого потока извлекаемого продувочного газа в компрессор; и (ii) возврат по меньшей мере части потока хвостового газа в компрессор.
3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что компрессор имеет объемный поток, который снижен по меньшей мере на около 20% по сравнению с объемным потоком, поступающим в компрессор в другой аналогичной системе получения полимера, которая имеет либо мембранный блок или установку PSA, но не и то, и другое вместе.
4. Способ по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что сжатый газовый поток охлаждают перед этапом (d) введения по меньшей мере части потока сжатого газа в первый блок разделения.
5. Способ по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что поток ретентата охлаждают перед этапом (f) введения по меньшей мере части потока ретентата во второй блок разделения.
6. Способ по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что по меньшей мере часть первого потока углеводородов вводится в первый отпарной блок для производства очищенного первого потока углеводородов и третьего потока извлекаемого продувочного газа, причем количество продувочного газа в очищенном первом потоке углеводородов ниже количества продувочного газа в первом потоке углеводородов.
7. Способ по любому из пп. 1-6, отличающийся тем, что по меньшей мере часть второго потока углеводородов вводится во второй отпарной блок для производства очищенного второго потока углеводородов и четвертого потока извлекаемого продувочного газа, причем количество продувочного газа в очищенном втором потоке углеводородов ниже количества продувочного газа во втором потоке углеводородов.
8. Способ по любому из пп. 1-7, отличающийся тем, что первый поток извлекаемого продувочного газа имеет манометрическое давление в пределах от около 1 фунта на кв. дюйм до около 50 фунтов на кв. дюйм.
9. Способ по любому из пп. 1-8, отличающийся тем, что по меньшей мере часть сырьевого потока мембранного блока нагревается перед этапом (е) введения по меньшей мере части сырьевого потока мембранного блока в мембранный блок.
10. Способ по любому из пп. 1-9, отличающийся тем, что мембранный блок нагревается.
11. Способ по любому из пп. 1-10, отличающийся тем, что поток ретентата имеет точку росы по углеводородам, которая больше, чем точка росы по углеводородам сырьевого потока мембранного блока.
12. Способ по любому из пп. 1-11, отличающийся тем, что установка PSA характеризуется временем цикла от около 1 минуты до около 60 минут.
13. Способ по любому из пп. 1-12, отличающийся тем, что установка PSA характеризуется временем цикла, которое увеличено по меньшей мере на около 50% по сравнению со временем цикла установки PSA в другой аналогичной системе производства полимеров, в которой отсутствует мембранный блок.
14. Способ по любому из пп. 1-13, отличающийся тем, от около 2 установок до около 8 установок PSA работают параллельно.
15. Способ по любому из пп. 1-14, дополнительно включающий возврат части первого потока извлекаемого продувочного газа в продувочный сосуд.
16. Способ по любому из пп. 1-15, отличающийся тем, что по меньшей мере часть потока газа, вводится в одну или более перегонных колонн для производства изобутана.
17. Способ по п. 16, отличающийся тем, что по меньшей мере часть первого потока углеводородов, по меньшей мере часть второго потока углеводородов или оба вместе возвращается в одну или несколько перегонных колонн.
18. Способ по любому из пп. 1-17, отличающийся тем, что по меньшей мере часть первого потока углеводородов вводится в первый отпарной блок для производства очищенного первого потока углеводородов и третьего потока извлекаемого продувочного газа; при этом по меньшей мере часть второго потока углеводородов вводится во второй отпарной блок для производства очищенного второго потока углеводородов и четвертого потока извлекаемого продувочного газа; и при этом по меньшей мере часть первого потока углеводородов, по меньшей мере часть очищенного первого потока углеводородов, по меньшей мере часть второго потока углеводородов, по меньшей мере часть очищенного второго потока углеводородов или их комбинации возвращаются в одну или несколько перегонных колонн.
19. Способ по любому из пп. 1-18, отличающийся тем, что по меньшей мере часть изобутана, вводится в установку PSA в качестве продувочного газа для получения потока хвостового газа, и при этом количество изобутана в потоке хвостового газа больше, чем количество изобутана в сырьевом потоке установки PSA.
20. Способ по любому из пп. 1-19, отличающийся тем, что сырьевой поток установки PSA снижен по меньшей мере на около 40% по сравнению с сырьевым потоком установки PSA в другой аналогичной системе производства полимеров, в которой отсутствует мембранный блок.
21. Способ по любому из пп. 1-20, отличающийся тем, что компрессор характеризуется мощностью компрессора, которая снижена по меньшей мере на около 10% по сравнению с мощностью компрессора в другой аналогичной системе производства полимеров, которая имеет либо мембранный блок, либо установку PSA, но не и то, и другое вместе.
22. Способ по любому из пп. 1-21, дополнительно включающий возврат по меньшей мере части второго потока извлекаемого продувочного газа в продувочный сосуд.
23. Способ разделения компонентов в системе производства полимеров, включающий:
(a) разделение потока продукта полимеризации на поток газа и поток полимера, при этом поток полимера содержит полиэтилен, изобутан, этилен и этан и при этом поток газа содержит этилен, этан и изобутан;
(b) контактирование по меньшей мере части потока полимера с потоком азота в продувочном сосуде для производства потока продуваемого полимера и потока отработанного азота, при этом поток продуваемого полимера содержит полиэтилен и при этом отработанный азот содержит азот, изобутан, этилен и этан;
(c) введение по меньшей мере части потока отработанного азота в компрессор для производства потока сжатого газа;
(d) введение по меньшей мере части потока сжатого газа в первый блок разделения для производства первого потока углеводородов и сырьевого потока мембранного блока, при этом первый поток углеводородов содержит не менее чем около 50% изобутана в потоке сжатого газа и при этом сырьевой поток мембранного блока содержит не менее чем около 95% азота в потоке сжатого газа;
(e) введение по меньшей мере части сырьевого потока мембранного блока в мембранный блок азота для производства первого потока извлекаемого азота и потока ретентата, при этом поток ретентата содержит менее чем около 30% азота в сырьевом потоке мембранного блока;
(f) возврат первой части первого потока извлекаемого азота в компрессор и возврат второй части первого потока извлекаемого азота в продувочный сосуд;
(g) введение по меньшей мере части потока ретентата во второй блок разделения для производства второго потока углеводородов и сырьевого потока установки адсорбции с изменением давления (PSA), при этом сырьевой поток установки PSA содержит не менее чем около 97% азота в потоке ретентата;
(h) введение по меньшей мере части сырьевого потока установки PSA в установку PSA для производства второго потока извлекаемого азота и потока хвостового газа, при этом молярная концентрация азота во втором потоке извлекаемого потоке азота превышает молярную концентрацию азота в первом потоке извлекаемого азота;
(i) возврат по меньшей мере части потока хвостового газа в компрессор.
24. Способ по п. 23, отличающийся тем, что компрессор имеет объемный поток, который снижен по меньшей мере на около 20% по сравнению с объемным потоком, поступающим в компрессор в другой аналогичной системе получения полимера, которая имеет либо мембранный блок, либо установку PS А, но не и то, и другое вместе.
25. Способ по любому из пп. 23-24, дополнительно включающий (i) охлаждение по меньшей мере части потока сжатого газа перед этапом (d) введения по меньшей мере части потока сжатого газа в первый блок разделения; и (ii) охлаждение по меньшей мере части потока ретентата перед этапом (g) введения по меньшей мере части потока ретентата во второй блок разделения.
26. Система установки изобутана и регенерации азота (INRU), содержащая компрессор, первый блок разделения, мембранный блок азота, второй блок разделения и установку адсорбции при переменном давлении (PSA);
при этом компрессор выполнен с возможностью получения потока отработанного продувочного газа, потока возвратного азота и потока хвостового газа и производства потока сжатого газа;
причем компрессор имеет объемный поток, который снижен по меньшей мере на около 20% по сравнению с объемным потоком, поступающим в компрессор в другой аналогичной системе INRU, которая имеет либо мембранный блок, либо установку PSA, но не и то, и другое вместе; при этом первый блок разделения представляет собой парожидкостный сепаратор, выполненный с возможностью получения по меньшей мере части потока сжатого газа и производства первого потока углеводородов и сырьевого потока мембранного блока, причем первый поток углеводородов представляет собой поток жидкости и при этом сырьевой поток мембранного блока представляет собой газообразный поток;
при этом мембранный блок азота выполнен с возможностью получения по меньшей мере части сырьевого потока мембранного блока, а также производства первого потока азота и потока ретентата, причем первый поток азота имеет манометрическое давление от около 1 фунта на кв. дюйм до около 50 фунтов на кв. дюйм, при этом возвратный поток азота содержит по меньшей мере часть первого потока азота, а поток ретентата имеет точку росы по углеводородам, которая больше, чем точка росы по углеводородам сырьевого потока мембранного блока;
при этом второй блок разделения представляет собой парожидкостный сепаратор, выполненный с возможностью получения по меньшей мере части потока ретентата, а такжепроизводства второго потока углеводородов и сырьевого потока установки PSA, при этом второй поток углеводородов представляет собой поток жидкости, причем сырьевой поток установки PSA представляет собой газообразный поток, а сырьевой поток установки PSA содержит углеводороды и азот; и
при этом установка PSA выполнена с возможностью получения по меньшей мере части сырьевого потока установки PSA, а также производства второго потока азота и потока хвостового газа, при этом установка PSA имеет адсорбер PSA, расположенный в нем, причем адсорбер PSA позволяет азоту проходить через установку PSA и быть собранным в качестве второго потока азота, при этом адсорбер PSA адсорбирует углеводороды и при этом поток продувочного газа, содержащий изобутан, десорбирует углеводороды из адсорбера PSA для производства потока хвостового газа.
27. Система INRU по п. 26, дополнительно содержащая первый блок охлаждения, причем первый блок охлаждения выполнен с возможностью получения по меньшей мере части потока сжатого газа перед введением по меньшей мере части потока сжатого газа в первый блок разделения; и второй блок охлаждения, причем второй блок охлаждения выполнен с возможностью получения по меньшей мере части потока ретентата перед введением по меньшей мере части потока ретентата во второй блок разделения.
28. Система INRU по любому из пп. 26-27, дополнительно содержащая первый отпарной блок, причем первый отпарной блок выполнен с возможностью получения по меньшей мере части первого потока углеводородов, а также производства очищенного первого потока углеводородов и третьего потока азота; причем второй отпарной блок выполнен с возможностью получения по меньшей мере части второго потока углеводородов, а также производства очищенного второго потока углеводородов и четвертого потока азота.
29. Способ полимеризации этилена, включающий:
(а) полимеризацию этилена в системе суспензионного циркуляционного реактора для получения потока продукта полимеризации;
(b) разделение по меньшей мере части потока продукта полимеризации в испарительной камере на поток газа и поток полимера, содержащий полиэтилен, изобутан, этилен и этан;
(c) контактирование по меньшей мере части потока полимера с азотом в продувочном сосуде для производства потока продуваемого полимера и потока отработанного азота, при этом поток продуваемого полимера содержит полиэтилен и при этом отработанный азот содержит азот, изобутан, этилен и этан;
(d) введение по меньшей мере части потока отработанного азота в компрессор для производства потока сжатого газа;
(e) введение по меньшей мере части потока сжатого газа в первый блок разделения для производства первого потока углеводородов и сырьевого потока мембранного блока, при этом первый поток углеводородов содержит не менее чем около 50% изобутана в потоке сжатого газа и при этом сырьевой поток мембранного блока содержит не менее чем около 95% азота в потоке сжатого газа;
(f) введение по меньшей мере части сырьевого потока мембранного блока в мембранный блок для производства первого потока извлекаемого продувочного газа и потока ретентата, при этом поток ретентата содержит менее чем около 30% азота в сырьевом потоке мембранного блока;
(g) возврат первой части первого потока извлекаемого азота в компрессор;
(h) возврат второй части первого потока извлекаемого азота в продувочный сосуд;
(i) введение по меньшей мере части потока ретентата во второй блок разделения для производства второго потока углеводородов и сырьевого потока установки адсорбции с изменением давления (PSA), при этом сырьевой поток установки PSA содержит не менее чем около 97% азота в потоке ретентата; и
(j) введение по меньшей мере части сырьевого потока установки PSA в установку PSA для производства второго потока извлекаемого азота и потока хвостового газа, при этом молярная концентрация азота во втором потоке извлекаемого азота превышает молярную концентрацию азота в первом потоке извлекаемого азота; и
(k) возврат по меньшей мере части потока хвостового газа в компрессор.
30. Способ по п. 29, отличающийся тем, что компрессор имеет объемный поток, который снижен по меньшей мере на около 20% по сравнению с объемным потоком, поступающим в компрессор в другой аналогичной системе получения полимера, которая имеет либо мембранный блок или установку PSA, но не и то, и другое вместе.