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Title:
PROCESS FOR RECOVERING HYDROCARBONS FROM POLYOLEFIN PLANTS AND APPARATUS SUITABLE FOR THIS PURPOSE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2013/127491
Kind Code:
A1
Abstract:
A process for recovering hydrocarbons from a plant for preparing polyolefins is described. The process comprises the measures: i) introduction of a hydrocarbon-containing inert gas (9) from a residual monomer removal (20) of a polyolefin plant into a condensation and separation apparatus (1), ii) introduction of liquid nitrogen into the condensation and separation apparatus (1), iii) condensation of at least part of the hydrocarbons out of the hydrocarbon-comprising inert gas (9) in the condensation and separation apparatus (1) with exploitation of the energy of vaporization of the liquid nitrogen (10), iv) separation of the condensed hydrocarbon-containing inert gas into a condensed hydrocarbon-containing product (12) and purified inert gas (14) in the condensation and separation apparatus (1), and v) introduction of the condensed hydrocarbon-containing product (12) from the condensation and separation apparatus (1) into a downstream further separation apparatus (16) in which dissolved gases are separated off from the condensed hydrocarbon-containing product (12). In addition, an apparatus for recovering hydrocarbons from a plant for preparing polyolefins is described. The process and the apparatus allow particularly energy-efficient and constructionally simple recovery of hydrocarbons, more particularly residual monomers, in the preparation of polyolefins.

Inventors:
KLEIBER MICHAEL (DE)
FRIEDERICH TOBIAS (DE)
Application Number:
PCT/EP2013/000400
Publication Date:
September 06, 2013
Filing Date:
February 09, 2013
Export Citation:
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Assignee:
THYSSENKRUPP UHDE GMBH (DE)
International Classes:
B01D5/00; B01D19/00; B01D53/00; C07C7/09; C07C11/02; C07C11/04; C07C11/06; C08F2/34; C08F10/00
Foreign References:
US5769927A1998-06-23
EP1160000A12001-12-05
DE3626884A11987-09-10
EP1148309A12001-10-24
DE102008024427A12009-12-17
EP1160000A12001-12-05
EP1148309A12001-10-24
DE102004061772A12006-07-06
GB1069981A1967-05-24
DE3626884A11987-09-10
DE102008024427A12009-12-17
Attorney, Agent or Firm:
ACKERMANN, Joachim (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Verfahren zur Rückgewinnung von Kohlenwasserstoffen aus einer Anlage zur

Herstellung von Polyolefinen umfassend die Maßnahmen:

i) Einleiten eines Kohlenwasserstoffe enthaltenden Inertgases (9) aus einer Restmonomerabtrennung (20) einer Polyolefinanlage in eine Kondensationsund Trennvorrichtung (1 ),

ii) Einleiten flüssigen Stickstoffs in die Kondensations- und Trenn Vorrichtung (1 ), iii) Kondensieren zumindestens eines Teils der Kohlenwasserstoffe aus dem

Kohlenwasserstoffe enthaltenden Inertgas (9) in der Kondensations- und Trennvorrichtung (1 ) unter Ausnutzung der Verdampfungsenergie des flüssigen Stickstoffs (10),

iv) Auftrennen des kondensierte Kohlenwasserstoffe enthaltenden Inertgases in ein kondensierte Kohlenwasserstoffe enthaltendes Produkt (12) sowie in gereinigtes Inertgas (14) in der Kondensations- und Trennvorrichtung (1), und v) Einleiten des kondensierte Kohlenwasserstoffe enthaltenden Produktes (12) aus der Kondensations- und Trennvorrichtung (1 ) in eine nachgeschaltete weitere Trennvorrichtung (16), in der aus dem kondensierte Kohlenwasserstoffe enthaltenden Produkt (12) gelöste Gase abgetrennt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kohlenwasserstoffe nicht polymerisierte Alkene und gegebenenfalls Alkane mit zwei bis zehn

Kohlenstoffatomen sind, vorzugsweise Propylen und gegebenenfalls Propan oder Ethylen und gegebenenfalls Ethan.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Inertgas Stickstoff ist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der aufzutrennende Kohlenwasserstoffe enthaltende Inertgasstrom aus der Restmonomerabtrennung (20) schrittweise im Gegenstrom zu den getrennten Strömen des kalten gereinigten Inertgases und/oder des kalten kondensierte Kohlenwasserstoffe enthaltenden Produktes abgekühlt wird, in einem zweiten Schritt durch Verdampfung des flüssigen Stickstoffes weiter abgekühlt wird, wodurch die

kondensierbaren Bestandteile von dem verbleibenden Inertgas abgetrennt werden.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der nachgeschalteten weiteren Trennvorrichtung (16) aus dem kondensierten

Kohlenwasserstoffe enthaltenden Produkt (12) gelöster Stickstoff abgetrennt wird.

Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Trennvorrichtung (16) eine Pumpe, einen Wärmetauscher und eine Phasentrennvorrichtung umfasst, wobei Wärmetauscher und Phasentrennvorrichtung auch als eine

Funktionseinheit ausgeführt sein können.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das gereinigte Inertgas (14) mittels eines Wärmetauschers (5) beheizt wird und diesen als erwärmtes Inertgas (15) verlässt und dass die dadurch gewonnene Kälte zum Kühlen des aufzutrennenden Kohlenwasserstoffe enthaltenden Inertgases verwendet wird, vorzugsweise durch Gegenstromkühlung des aufzutrennende Kohlenwasserstoffe enthaltenden Inertgases in einem als Gegenstromwärme- tauscher ausgestalteten Wärmetauscher (5), in dem das gereinigte Inertgas (14) beheizt wird.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der in der Kondensations- und Trenn Vorrichtung (1 ) beim Kondensieren der Kohlenwasserstoffe verdampfte Stickstoff mittels eines Wärmetauschers (4) beheizt wird und diesen als erwärmter Stickstoff (1 1 ) verläßt und dass die dadurch gewonnene Kälte zur Unterstützung der Kondensation in der Kondensations- und Trennvorrichtung (1 ) verwendet wird, vorzugsweise durch Gegenstromkühlung des aufzutrennende Kohlenwasserstoffe enthaltenden Inertgases in einem als

Gegenstromwärmetauscher ausgestalteten Wärmetauscher (4), in dem der verdampfte Stickstoff beheizt wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Produkt (12) mittels eines Wärmetauschers (7) beheizt wird und diesen als erwärmtes Produkt (13) verläßt, und dass die dadurch gewonnene Kälte zur

Unterstützung der Kondensation in der Kondensations- und Trennvorrichtung (1 ) verwendet wird, vorzugsweise durch Gegenstromkühlung des aufzutrennende Kohlenwasserstoffe enthaltenden Inertgases in einem als Gegenstromwärme- tauscher ausgestalteten Wärmetauscher (7), in dem das Produkt (12) beheizt wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Produkt (12, 13) nach dem Abführen aus der Kondensations- und Trennvorrichtung (1) und dem Passieren der weiteren Trennvorrichtung (16) dem Feedstrom für die Reaktionseinheit (17) der Polyolefinanlage wieder zugeführt wird oder dass das Produkt (12, 3) nach dem Abführen aus der Kondensations- und Trennvorrichtung (1 ) und dem Passieren der weiteren Trennvorrichtung (16) einem Cracker oder einer anderen chemischen Reaktion zugeführt wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen der Restmonomerabtrennung (20) und der Kondensations- und Trennvorrichtung (1) mindestens ein Trockner (3a, 3b) und/oder mindestens ein

Verdichter (2) befinden.

12. Vorrichtung zur Rückgewinnung von Kohlenwasserstoffen aus einer Anlage zur Herstellung von Polyolefinen umfassend mindestens die Elemente:

A) Kondensations- und Trennvorrichtung (1 ) zum Kondensieren von Kohlenwasserstoffen aus einem Inertgas und zum Auftrennen des kondensierte Kohlenwasserstoffe enthaltenden Inertgases in ein kondensierte Kohlenwasserstoffe enthaltendes Produkt (12) und in ein gereinigtes Inertgas (14),

B) Verbindungsleitung für das Kohlenwasserstoffe enthaltende Inertgas (9)

zwischen einer Restmonomerabtrennung (20) einer Polyolefinanlage und der Kondensations- und Trennvorrichtung (1), C) Leitung für das Einleiten von flüssigem Stickstoff (10) in die Kondensationsund Trennvorrichtung (1 ),

D) Leitungen zum Abführen des kondensierte Kohlenwasserstoffe enthaltenden Produktes (12), des gereinigten Inertgases (14) und des verdampften Stickstoffs (11 ) aus der Kondensations- und Trennvorrichtung (1 ), und

E) eine weitere Trennvorrichtung (16), die der Kondensations- und

Trennvorrichtung (1 ) nachgeschaltet ist, und die der Aufreinigung des aus der Kondensations- und Trennvorrichtung (1) stammenden kondensierte Kohlenwasserstoffe enthaltenden Produktes (12) durch Abtrennung gelöster Gase, vorzugsweise von Stickstoff, dient.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen der Restmonomerabtrennung (20) und der Kondensations- und Trennvorrichtung (1) mindestens ein Trockner (3a, 3b) und/oder mindestens ein Verdichter (2) befinden.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Wärmetauscher (5) für das Beheizen des gereinigten Inertgases (14) vorgesehen ist, vorzugsweise mindestens ein Gegenstromwärmetauscher, der vom aufzutrennenden Kohlenwasserstoffe enthaltenden Inertgas und vom gereinigten Inertgas (14) durchströmt wird und worin das aufzutrennende

Kohlenwasserstoffe enthaltende Inertgas abgekühlt wird, indem das gereinigte Inertgas (14) beheizt wird.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Wärmetauscher (4) zum Beheizen des in der Kondensations- und Trennvorrichtung (1 ) verdampften Stickstoffes vorgesehen ist, vorzugsweise mindestens ein Gegenstromwärmetauscher, der vom aufzutrennenden

Kohlenwasserstoffe enthaltenden Inertgas und vom verdampften Stickstoff durchströmt wird und worin das aufzutrennende Kohlenwasserstoffe enthaltende Inertgas abgekühlt wird, indem der verdampfte Stickstoff beheizt wird.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Wärmetauscher (7) zum Beheizen des Produktes (12) vorgesehen ist, vorzugsweise mindestens ein Gegenstromwärmetauscher, der vom aufzutrennenden Kohlenwasserstoffe enthaltenden Inertgas und vom Produkt ( 2) durchströmt wird und worin das aufzutrennende Kohlenwasserstoffe enthaltende Inertgas abgekühlt wird, indem das Produkt (12) beheizt wird.

Description:
Beschreibung

Verfahren zur Rückgewinnung von Kohlenwasserstoffen aus Polyolefinanlagen und dafür geeignete Vorrichtung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Rückgewinnung von Kohlenwasserstoffen, insbesondere von Restmonomeren, aus Polyolefinanlagen sowie eine dazu geeignete Vorrichtung.

Bei den meisten Polyolefinanlagen wird das erzeugte Polymer, nachdem es aus dem Reaktor ausgetragen und entspannt wurde, mit Hilfe von Stickstoff und/oder Dampf vom unreagierten Monomer (nachstehend„Restmonomer") und anderen Kohlenwasserstoffen mit niedriger Kohlenstoffzahl befreit. In den heutigen Polyolefinanlagen geschieht dies in einer Entgasungsvorrichtung, in der Stickstoff und/oder Wasserdampf im

Gegenstrom zum Polymer durchgeleitet werden. Der entstandene Abgasstrom enthält in der Regel neben Stickstoff und Wasserdampf auch wertvolles Monomer, beispielsweise Ethylen, Propylen, Butylen oder Hexen sowie andere Kohlenwasserstoffe, beispielsweise Ethan, Propan oder Butan. In vielen Fällen wird dieser Abgasstrom in eine Verbrennung oder Fackel gegeben. Im Stand der Technik gibt es bereits Vorschläge zur Rückgewinnung der Restmonomeren bei der Polyolefinherstellung oder zur Abtrennung von niedrigen Alkanen bzw. Alkenen aus Gasgemischen, die aus Crackverfahren stammen oder Raffineriegase darstellen. Aus EP 1 160 000 A1 ist ein Verfahren zur Rückgewinnung von Stickstoff und/oder Propylen bei der Herstellung von Polypropylen bekannt. Das Verfahren beinhaltet die Abtrennung von Propylen mittels Stickstoff in einer Entgasungsvorrichtung, das isotherme Verdichten das Gasgemisches und das Abtrennen des Propylens vom Stickstoff aus dem verdichteten Gasgemisch mittels einer Membran.

EP 1 148 309 A1 offenbart ein verbessertes Verfahren zur Auftrennung eines Gasge- misches, das neben Wasserstoff Ethan, Ethylen, Propan und Propylen enthält. Das Gasgemisch stammt aus einem thermischen Crackprozess und die Abtrennung der einzelnen Bestandteile erfolgt durch Kühlen und das Abtrennen von verflüssigten Bestandteilen. Das Verfahren ist sehr energieeffizient und ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der Kühlung mit einem kalten Kühlstrom erfolgt, der durch Kaltexpandieren eines unter Druck gesetzten Kühlstroms erzeugt wird. Dabei ist der kalt expandierte unter Druck gesetzte Kühlstrom ein gasförmiger Kühlstrom, der in einem Gas- expansionskühlverfahren mit geschlossenem Kreislauf erzeugt wurde.

In der DE 10 2004 061 772 A1 wird ein Verfahren zur Herstellung von Propen aus Propan beschrieben. Dabei entsteht ein Wasserdampf, Stickstoff, Kohlenstoffoxide, Wasserstoff und verschiedene niedere Alkane und Alkene enthaltender Produktstrom. Dieser wird durch Kondensation eines Teils des Wasserdampfes aufgereinigt. Die nicht kondensierbaren oder leicht siedenden Gasbestandteile werden durch Kontakt mit einem inerten Adsorptionsmittel entfernt, und das verbliebene Gas wird durch Abkühlen teilweise kondensiert und es werden Produktströme erhalten, die hauptsächlich Ethan und Ethen sowie Propan und Propen enthalten. Diese Produktströme werden anschließend durch Destillation in ihre Einzelbestandteile aufgetrennt.

Schließlich ist aus der GB-A-1 ,069,981 ein Verfahren zum Auftrennen eines

Gasgemisches bekannt, bei dem das Kühlpotential von verflüssigtem Naturgas genutzt wird. Das aufzutrennende Gasgemisch entstammt dem Abgas einer Raffinerie und enthält neben Stickstoff, Wasserstoff und Kohlenmonoxid hauptsächlich niedrige Alkane und Alkene. Das Verfahren umfasst eine mindestens zweistufige Abkühlung des Gasgemisches und eine fraktionierte Kondensation und Abtrennung von darin enthaltenen Komponenten. In der DE 36 26 884 A1 wird allgemein ein Verfahren zur Abtrennung von Kohlenwasserstoffen aus einem Gasgemisch beschrieben. Hier wird auf benzinhaltige Abluft beim Umschlagen von Kraftstoffen sowie lösemittelhaltigen Dämpfen aus der

Papierherstellung abgehoben. Dieses Dokument beschreibt auch eine Kondensations- und Trennvorrichtung, in der Wärmerückgewinnungsmaßnahmen durchgeführt werden. Allerdings wird in diesem Dokument keine äußere Verschaltung offenbart, deren

Bestandteil eine solche Kondensations- und Trennvorrichtung ist und die geeignet wäre, ein Monomer entsprechend den Anforderungen der Polyolefinherstellung aus einem Abgasstrom zurück zu gewinnen.

In der DE 10 2008 024427 A1 wird ein Verfahren beschrieben, bei dem das zu behandelnde Gas in einem Kondensator im direkten Kontakt mit einem Kältemittel abgekühlt wird. Ein indirekter Kontakt zwischen Kältemittel und dem zu behandelnden Gas wird nicht offenbart. Es ist zu bezweifeln, dass bei dem aus diesem Dokument bekannten Verfahren das verdampfte Kältemittel in ein Werksnetz eingespeist werden kann, da aufgrund des direkten Kontakts mit dem zu behandelnden Gas im Falle einer Betriebsstörung die Möglichkeit einer Kontamination des Werksnetzes mit dem

Kohlenwasserstoff besteht. Bisher kommen zur Rückgewinnung von Kohlenwasserstoffen aus dem Abgasstrom von Polyolefinanlagen in der Praxis hauptsächlich Membrananlagen zur Anwendung, die mit veschiedenen Nachteilen, u.a. mit relativ hohen Betriebs- und Wartungskosten, behaftet sind. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines verbesserten Verfahrens und einer dafür geeigneten Anlage zur Rückgewinnung von Kohlenwasserstoffen bei der Polyolefinherstellung. Das Verfahren bzw. die Anlage zeichnen sich durch eine hohe Trenneffizienz bei gleichzeitig geringem Energieverbrauch aus und ermöglichen somit eine wirtschaftliche Rückgewinnung von Restmonomeren und anderen niedrigen Kohlenwasserstoffen bei der Polyolefinherstellung. Eine verbesserte Auftrennung des Abgasstromes aus der Entgasungsvorrichtung in Kohlenwasserstoffe und Stickstoff würde es ermöglichen, die aufgetrennten

Komponenten wieder zu verwenden.

Unreagiertes Monomer bzw. andere Kohlenwasserstoffe können beispielsweise wieder in den Polymerisationsreaktor, zu einem anderen Verbraucher oder zurück zu einer weiteren Auftrennung (z.B. in einem Cracker) geführt werden. Dadurch können

Monomere und andere Kohlenwasserstoffe fast vollständig wiedergewonnen bzw.

weiterverarbeitet werden.

Auch der Stickstoffstrom könnte, wenn er sauber genug zurückgewonnen werden kann, zumindest teilweise wieder im Prozess z.B. in der Entgasungsvorrichtung, eingesetzt werden.

Durch eine Rückgewinnung der Teilströme könnte die Wirtschaftlichkeit der Polyolefin- anlage erheblich gesteigert werden.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Rückgewinnung von Kohlenwasserstoffen aus einer Anlage zur Herstellung von Polyolefinen umfassend die Maßnahmen:

i) Einleiten eines Kohlenwasserstoffe enthaltenden Inertgases (9) aus einer Restmonomerabtrennung (20) einer Polyolefinanlage in eine Kondensations- und Trennvorrichtung (1 ),

ii) Einleiten flüssigen Stickstoffs in die Kondensations- und Trennvorrichtung (1 ),

iii) Kondensieren zumindestens eines Teils der Kohlenwasserstoffe aus dem Kohlenwasserstoffen enthaltenden Inertgas (9) in der

Kondensations- und Trennvorrichtung (1 ) unter Ausnutzung der Verdampfungsenergie des flüssigen Stickstoffs (10), iv) Auftrennen des kondensierte Kohlenwasserstoffe enthaltenden Inertgases in ein kondensierte Kohlenwasserstoffe enthaltendes Produkt (12) sowie in gereinigtes Inertgas (14) in der Kondensationsund Trennvorrichtung (1 ), und v) Einleiten des kondensierte Kohlenwasserstoffe enthaltenden Produktes (12) aus der Kondensations- und Trennvorrichtung (1 ) in eine nachgeschaltete weitere Trennvorrichtung (16), in der aus dem kondensierte Kohlenwasserstoffe enthaltenden Produkt (12) gelöste Gase abgetrennt werden.

Außerdem betrifft die Erfindung eine Vomchtung zur Rückgewinnung von Kohlenwasserstoffen aus einer Anlage zur Herstellung von Polyolefinen umfassend mindestens die Elemente:

A) Kondensations- und Trennvorrichtung (1) zum Kondensieren von Kohlenwasserstoffen aus einem Inertgas und zum Auftrennen des kondensierte Kohlenwasserstoffe enthaltenden Inertgases in ein kondensierte Kohlenwasserstoffe enthaltendes Produkt (12) und in ein gereinigtes Inertgas (14),

B) Verbindungsleitung für das Kohlenwasserstoffe enthaltende Inertgas (9) zwischen einer Restmonomerabtrennung (20) einer Polyolefinanlage und der Kondensations- und Trennvorrichtung (1 ),

C) Leitung für das Einleiten von flüssigem Stickstoff (10) in die

Kondensations- und Trennvorrichtung (1),

D) Leitungen zum Abführen des kondensierte Kohlenwasserstoffe enthaltenden Produktes (12), des gereinigten Inertgases (14) und des verdampften Stickstoffs (11 ) aus der Kondensations- und Trennvorrichtung (1 ), und

E) eine weitere Trennvorrichtung (16), die der Kondensations- und Trennvorrichtung (1 ) nachgeschaltet ist, und die der Aufreinigung des aus der Kondensations- und Trennvorrichtung (1 ) stammenden kondensierte Kohlenwasserstoffe enthaltenden Produktes (12) durch Abtrennung gelöster Gase, vorzugsweise von Stickstoff, dient.

Die erfindungsgemäße Anlage bzw. das erfindungsgemäße Verfahren nutzt die Kälte von flüssigem Stickstoff, um die kondensierbaren Anteile des Abgasstromes

niederzuschlagen und von den nicht kondensierbaren Bestandteilen zu trennen. Bei den durch das erfindungsgemäße Verfahren abgetrennten Kohlenwasserstoffen handelt es sich in der Regel um nicht polymerisierte Alkene und gegebenenfalls um Alkane mit zwei bis zehn Kohlenstoffatomen, die bei der Polymerisation entstanden sind bzw. die als Komponenten im Feedstrom vorgelegen haben. Bevorzugt handelt es sich bei den abgetrennten Kohlenwasserstoffen um Propylen und gegebenenfalls um Propan oder um Ethylen und gegebenenfalls um Ethan sowie um eine Mischung dieser

Kohlenwasserstoffe. In Abhängigkeit von der Art des Polyolefinherstellung können auch höhere gesättigte und ungesättigte Kohlenwasserstoffe vorliegen, beispielsweise gesättigte oder einfach ungesättigte oder mehrfach ungesättigte Kohlenwasserstoffe mit vier bis zehn Kohlenstoffatomen. Beispiele dafür sind alpha-Penten, alpha-Hexen, alpha-Hepten, alpha-Octen, alpha-Nonen, alpha- Decen, Pentan, Hexan, Heptan, Octan, Nonan, Decan, 1 ,3-Butadien, Isopren, Styrol oder alpha-Methylstyrol. Bei dem im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzten Inertgas handelt es sich in der Regel um Stickstoff, dem gegebenenfalls geringe Mengen an Wasserdampf beigemischt sind.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der aufzutrennende Gasstrom vorzugsweise schrittweise im Gegenstrom zu den getrennten kalten Strömen, d.h. zu den Strömen des kalten Inertgases und des kalten, kondensierte Kohlenwasserstoffe enthaltenden Produktes, abgekühlt. Der Einsatz von Gegenstrom- wärmetauschern bei dieser bevorzugten Verschaltung senkt die für den eigentlichen Trennschritt (Kondensation der Kohlenwasserstoffe) benötigte Kühlleistung erheblich. In einem zweiten Schritt dieses bevorzugten Verfahrens wird das aufzutrennende Gasgemisch nun in der eigentlichen Kondensations- und Trennvorrichtung (1 ) durch Wärmeaustausch mit dem Kältemedium, also entweder durch indirekten Wärmeaustausch mit verdampfendem Stickstoff oder durch indirekten Wärmeaustausch mit tiefkaltem gasförmigem Stickstoff, der durch Verdampfen von flüssigem Stickstoff erhalten wird, abgekühlt. Dabei kondensieren die kondensierbaren Bestandteile des Abgasstroms aus und schlagen sich gleichzeitig auf den kalten Wärmeübertragerflächen in der

Kondensations- und Trennvorrichtung (1) nieder, wodurch eine Auftrennung in kondensierte Kohlenwasserstoffe enthaltendes Produkt (12) und in gereinigtes Inertgas (14) erfolgt. Bei solchen Tieftemperaturkondensationen kann die Bildung von Aerosolen auftreten. Dieses wird durch geeignete technische Maßnahmen innerhalb der

Kondensations- und Trennvorrichtung (1 ) unterdrückt. Ebenso kann durch geeignete Maßnahmen zur Wärme- bzw. Kälterückgewinnung innerhalb der Kondensations- und Trennvorrichtung (1 ) die Ausnutzung der Kälte des zugeführten flüssigen Stickstoffes optimiert werden. Diese Zusammenhänge sind dem Fachmann bekannt.

Kondensations- und Trennvorrichtungen (1 ) sind kommerziell erhältlich. In diesen Anlagen erfolgen die Abkühlung des zu behandelnden Gases, also des kondensierte Kohlenwasserstoffe enthaltenden Inertgases, und die Verdampfung und Erwärmung des eingesetzten flüssigen Stickstoffes durch indirekten Kontakt zwischen Kältemittel und zu behandelndem Gas. Die Phasentrennung zwischen kondensierten Kohlenwasserstoffen und Inertgas aus dem Abgasstrom findet in der Kondensations- und Trennvorrichtung (1 ) statt.

Das kalte Inertgas, vorzugsweise Stickstoff, kann mit einem Verdichter auf Druck gebracht und wieder in die Polyolefinanlage, vorzugsweise in die Restmonomer- abtrenung (20), zurückgefahren werden. In einer weiteren Ausführungsform kann der Abgasstrom bereits vor Eintritt in die Kondensations- und Trenn Vorrichtung (1 ) oder vor Eintritt in eine dieser Kondensations- und Trennvorrichtung (1) vorgeschalteten

Trocknungsvorrichung (3a, 3b) mittels eines Verdichters (2) auf Druck gebracht werden. Das gereinigte Inertgas (14) aus der Kondensations- und Trennvorrichtung (1) kann auch direkt, also ohne weitere Aufreinigung, in die Atmosphäre abgegeben werden.

Die kondensierte Kohlenwasserstoffe enthaltenden Anteile des aufgetrennten

Abgasstromes, also des Produktstromes, können mit einer Pumpe (6) auf Druck gebracht werden und können mit den oben erwähnten Gegenstromwärmetauschern gegen den aufzutrennenden Abgasstrom aufgewärmt werden. In einer anderen

Ausführungsform kann der Produktstrom auch durch eine andere Wärmequelle beheizt werden. Im erfindungsgemäßen Verfahren wird der Kondensations- und Trennvorrichtung (1 ) eine weitere Trennvorrichtung (16) nachgeschaltet. Diese weitere Trennvorrichtung (16) umfasst vorzugsweise eine Pumpe, einen Wärmetauscher und eine

Phasentrennvorrichtung, wobei Wärmetauscher und Phasentrennvorrrichtung auch als eine Funktionseinheit ausgeführt sein können. Durch Pumpe und Wärmetauscher werden geeignete Druck- und Temperaturbe-dingungen eingestellt, um im Produkt (12) gelöste Gase durch Entspannung aus dem Produkt (12) zu entfernen. Die erfindungsgemäße Verschaltung von Kondensations- und Trennvorrichtung (1) mit der weiteren Trennvorrichtung (16) ist für die Rückgewinnung von Restmonomeren aus der Polyolefinherstellung wesentlich.

Durch die vorstehend beschriebene Behandlung des kondensierte Kohlenwasserstoffe enthaltenden Produktes (12) gasen in der weiteren Trennvorrichtung (16) in der

Flüssigkeit gelöste Gase aus, vorzugsweise Stickstoff, die bei der tiefen Temperatur gelöst wurden. Die Kohlenwasserstoffe verbleiben flüssig und fallen durch diesen zweiten Aufreinigungsschritt in sehr hoher Reinheit an. Die von den gelösten Gasen befreiten und gereinigten Kohlenwasserstoffe werden in der Trennvorrichtung (16) vorzugsweise in einem Abscheidebehälter gesammelt und können beispielsweise in den Feedstrom der Reaktionseinheit (17) der Polyolefinanlage zurückgeführt oder einer anderen Vorrichtung zugeführt werden, beispielsweise einem Cracker. Alternativ können diese gereinigten Kohlenwasserstoffe einer weiteren Aufreinigung, beispielsweise einer Destillation, unterworfen werden. Die in der weiteren Trennvorrichtung (16) abge- trennten Gase können wieder der Restmonomerentfernung (20) der Polyolefinanlage zugeführt und somit zumindest teilweise zurückgewonnen werden.

Auch der in der Kondensations- und Trennvorrichtung (1 ) abgetrennte Inertgasstrom und der Gasstrom aus der Verdampfung des flüssigen Stickstoffes können zur

Vorkühlung des aufzureinigenden Abgasstromes verwendet werden und diese Ströme können in die Polyolefinanlage eingeleitet werden. Dabei wird der Gasstrom aus der Verdampfung des flüssigen Stickstoffs als Schutzgas eingesetzt und der abgetrennte Inertgasstrom wird zumindest teilweise in die Restmonomerentfernung (20) zurückgeführt.

Durch die Verwendung von sehr tiefen Temperaturen und die Trennung von

kondensierbaren und nicht kondensierbaren Anteilen erreicht man eine sehr hohe Trennschärfe die eine Wiederverwendung beider Bestandteile ermöglicht.

Je nach Anwendung können zusätzliche Komponenten, wie eine destillative Auftrennung der Kohlenwasserstoffe oder eine Trocknung des Eingangsstromes, hinzugefügt werden.

Da die Anlage vorzugsweise ohne Kompressoren auskommt, zeichnet sich das

Verfahren durch einen sehr niedrigen Energieverbrauch und niedrige Betriebskosten aus.

In einer bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Produkt (12, 13) nach dem Abführen aus der weiteren Trennvorrichtung (16) einer Destillation oder desorptiven Trennung zugeführt, und kann dann beispielsweise in einen Cracker oder in eine Anlage zur Dehydrierung von Olefinen, wie Propan eingeleitet werden, oder das Produkt (12, 13) wird nach dem Abführen aus der weiteren Trennvorrichtung (16) einer anderen chemischen Reaktion zugeführt, welche die Kohlenwasserstoffe direkt weiter verbrauchen kann.

In einer weiteren bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens befinden sich zwischen der Restmonomerabtrennung (20) und der Kondensations- und

Trennvorrichtung (1 ) mindestens ein Trockner (3a, 3b) und/oder mindestens einen Verdichter (2).

Als Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens / der erfindungsgemäßen Anlage sind zu nennen: - praktisch vollständige Rückgewinnung der Komponenten des Abgasstromes und mögliche Rückführung der Komponenten als Wertstoffe;

- der Verzicht auf Kompressoren führt zu einem sehr viel niedrigeren Strombedarf als bei anderen Rückgewinnungsverfahren;

- der Einsatz von vorhandenem flüssigen Stickstoff als Kälteträger vermeidet die energieaufwendige und teure Kühlung mit Kälteanlage oder durch Verdampfung eines Teilproduktstromes;

- einfacher Aufbau der Anlage mit einem Minimum an bewegten Teilen führt zu niedrigen Investkosten und niedrigen Instandhaltungskosten;

- der verdampfte Stickstoff kann als Schutzgas .weiter verwendet werden; es ergibt sich ein Kostenvorteil, da die Verdampfung des Stickstoffs gleichzeitig zur

Kondensation der Kohlenwasserstoffe in der Kondensations- und

Trennvorrichtung dient.

Die Figuren 1 bis 2 beschreiben beispielhaft und schematisch das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung sowie deren Einbindung in eine Polyolefinanlage.

In Figur 1 ist eine Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der erfindungsgemäßen Anlage für die Rückgewinnung von Kohlenwasserstoffen dargestellt. Gezeigt wird eine Kondensations und Trennvorrichtung (1 ) die mit Trocknern (3a, 3b), Verdichter (2), Pumpe (6) und Wärmetauschern (4, 5, 7) verschaltet ist. Der Alkene und

gegebenenfalls Alkane enthaltende Inertgasstrom (8) aus einer nicht dargestellten Restmonomerentfernung wird mithilfe des Verdichters (2) in Trockner (3a, 3b) geleitet und als getrockneter Alkene und gegebenenfalls Alkane enthaltender Inertgasstrom (9) in die Kondensations- und Trennvorrichtung (1 ) eingebracht. Außerdem wird ein Strom von flüssigem Stickstoff (10) in die Kondensations- und Trennvorrichtung (1 ) eingeleitet. In der Kondensations- und Trennvorrichtung (1 ) erfolgt das Kondensieren der Alkene und der gegebenenfalls vorliegenden Alkane unter gleichzeitigem Verdampfen des flüssigen Stickstoffes. Der verdampfte flüssige Stickstoff (11 ) verlässt die

Kondensations- und Trennvorrichtung (1) und passiert Wärmetauscher (4), in dem der verdampfte aber noch kalte Stickstoff weiter aufgeheizt wird, und verlässt die Anlage als Stickstoffstrom (17), welcher in der nicht dargestellten Polyolefinanlage z.B. als

Schutzgas Verwendung findet. In der Kondensations- und Trennvorrichtung (1 ) erfolgt parallel zur Kondensation der kondensierbaren Bestandteile eine Auftrennung des kondensierte Kohlenwasserstoffe enthaltenden Inertgasstromes in kondensierte

Kohlenwasserstoffe enthaltendes Produkt (12) und in aufgereinigtes Inertgas (14), vorzugsweise Stickstoff. Der Strom des Produktes (12) wird aus der Kondensations- und Trenn Vorrichtung (1) ausgeschleust und mittels einer Pumpe (6) in einen

Wärmetauscher (7) gefördert, in dem das kondensierte und noch kalte Produkt (12) aufgeheizt wird. Das Produkt (12) verlässt die Anlage als erwärmter Produktstrom (13), wird in eine nicht dargestellte weitere Trennvorrichtung (16) zur Entfernung von gelösten Gasen eingeleitet und kann z.B. nach Verlassen der weiteren Trennvorrichtung (16) dem Feedstrom der Polyolefinanlage beigegeben werden oder einer weiteren

Auftrennung in einzelne Komponenten unterzogen werden. Das in der Kondensationsund Trennvorrichtung (1) abgetrennte aufgereinigte Inertgas (14) wird ausgeschleust und in einen Wärmetauscher (5) geleitet, in dem das noch kalte Inertgas (14) aufgeheizt wird, vorzugsweise auf Umgebungstemperatur. Das Inertgas (14) verlässt die Anlage als erwärmter Inertgasstrom (15) und kann z.B. der Restmonomerentfemung in der

Polyolefinanlage zugeführt werden. Alternativ kann der Inertgasstrom (15) auch direkt in die Umgebung abgegeben werden. In Figur 2 ist eine Verschaltung einer zweistufig betriebenen erfindungsgemäßen Anlage für die Rückgewinnung von Kohlenwasserstoffen mit einer Polyolefinanlage dargestellt. Gezeigt wird eine Kondensations- und Trennvorrichtung (1 ) die über eine Leitung mit einer Restmonomerentfemung (20) einer Polyolefinanlage verschaltet ist. Über diese Leitung wird der Kondensations- und Trennvorrichtung (1) ein Alkene und gegebenen- falls Alkane enthaltender Stickstoffstrom zugeführt. Außerdem wird der Kondensationsund Trennvorrichtung (1 ) ein Strom von flüssigem Stickstoff (10) zugeführt, welcher in der Kondensations- und Trennvorrichtung (1 ) verdampft wird, und diese als Stickstoff- ström (11) verläßt. Der kondensierte Kohlenwasserstoffe enthaltende Produktstrom (12) wird über eine Leitung in eine weitere Trennvorrichtung (16) eingeleitet, wo mittels geeigneter Druck- und Temperaturbedingungen das Produkt (12) vom gelösten

Stickstoff befreit wird und somit Produkt (12) in aufgereinigte kondensierte

Kohlenwasserstoffe (23) und in Kohlenwasserstoffe enthaltenden erwärmten Stickstoff (14c) aufgetrennt wird. Der abgetrennte erwärmte Stickstoff (14c) verlässt die weitere Trennvorrichtung (16) und kann mit dem aus der Restmonomerentfernung (20) der Polyolefinanlage stammenden mit Restmonomer beladenen Inertgasstrom (9) kombiniert werden. Der aus der Kondensations- und Trennvorrichtung (1 ) abgeführte Stickstoffstrom kann der Restmonomerentfernung (20) der Polyolefinanlage als Strom (14a) wieder zugeführt werden und/oder als Strom (14b) aus der Anlage ausgeschleust und direkt in die Umgebung abgegeben werden. Der in der weiteren Trennvorrichtung (16) abgetrennten aufgereinigten kondensierten Kohlenwasserstoffe (23) werden aus der weiteren Trennvorrichtung (16) abgeführt und der Reaktionseinheit (17) der

Polyolefinanlage wieder zugeführt oder aus der Anlage ausgeschleust (nicht dargestellt) und anderen Verwendungen zugeführt. Die in Figur 2 schematisch dargestellte

Polyolefinanlage besteht aus der Reaktionseinheit (17) und einer Polymerabtrennung (19), die mit der Reaktionseinheit (17) über Leitung (21) verbunden ist, sowie einer Restmonomerentfernung (20), die mit der Polymerabtrennung (19) über Leitung (22) verbunden ist und einem Verdichter (18), mit dem aus der Polymerabtrennung (19) ausgasendes Monomer in die Reaktionseinheit (17) rückgeführt wird. Das gereinigte Polymer verlässt die Restmonomerentfernung (20) als Produktstrom (24).