Патент ссср 410223

 

Фквкв теееа союз Советских

Социалистимеских

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 19.1V.1971 (№ 1647375/23-26) М. Кл. F 25j 1/00

С 10g 5/06 с присоединением заявки №

Приоритет

Государственный номнтет

Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий

УДК 621.59(088.8) Опубликовано 05.1.1974. Бюллетень № 1 ! Дата опубликования описания 7Х.1974

Авторы изобретения

Д. П. Синельников, В, С. Герш и Ф. Б. Петлюк

Заявитель

Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности

СПОСОБ ДЕМЕТАНИЗАЦИИ ГАЗОВЪ|Х СМЕСЕИ

Изобретение относится к разделению углеводородных газов, в частности этиленсодержащих газов низкотемпературной ректификацией и касается усовершенствования первой стадии разделения — деметанизации, заключающейся в разделении газа»а две фракции, одна из которых содержит метан и все другие цизкокипящие вещества (метаповая фракция) .

Известен способ деметанизации газовых смесей, включающий глубокое охлаждение газа перед разделением до температур порядка (— 120 ) — (— 130 С).

Охлаждение исходного газа до этих темпера yp осуществляют ступенчато, с выводом промежуточных кондепсатов II3 разделение в деметанизатор. При этом охлаждение пирогаза до температур порядка (— 90 ) — (— 95 С) обеспечивают внешним каскадным холодильным циклом с использованием пропилена и этилена в качестве хладагентов. Дальнейшее охлаждение пирогаза осуществляют за счет организации «внутрешй!х» холодильных циклов.

Так в известном способе деметанизации газов пиролиза бензина (соотношение водородметан по объему 1: 2) охлаждение газа в интервале температур от (— 95 ) до (— 120 )— — (— 130 С) осуществляется за счет использова!пи конденсата, содержащего до 90 об. % метана, образующегося при охлаждении прямого потока газа, до температур порядка—

100 С. Этот конденсат (метан-этилен) испаряется под давлением порядка 3 — 4 ата, отдавая свой холод на охлаждение прямого потока, и рециркулирует в пирогаз; в качестве флегмы используют фракцию, получаемую при охлаждении отводимых паров сверху деметапизатора этиленом.

10 Известный способ деметанизации включает в себя как составную часть «внутренний» метаповыи цикл.

Для газов пиролиза этапа (соотношение водород-метан по объему 4:1) углеводородный

15 конденсат, образующиися при охлаждении прямого потока газа до температур порядка (— 120 ) — (— 130 C), содержит до 65 об. % этилена и этана, вследствие чего основное количество холода при испарении этого конден20 сата может быль получено на изотерме выше †1 С, и таким образом, применение описанного выше способа для деметанизации газов пиролиза этапа позволяет обеспечивать охлаждение газов перед деметанизатором

25 только до температур порядка (— 100 )— — (— 105 С) .

11ель изобретения — обеспечение глубокого охлаждения газа перед деметанизацией.

Эта цель достигается тем, что метановую

30 фракцию конденсиру!от и полученную жидкую

410223

55 фракцию используют для охлаждения газа на температурном уровне ниже — 100 С. Кроме того, для повышения степени извлечения этилена пары жидкой фракции, полученные после ее испарения, возвращают в исходную газовую смесь.

На чертеже представлена принципиальная схема установки, реализующей предлагаемый способ.

Узел предварительного охлаждения пирогаза перед деметанизатором составляют холоди I IIHKH-испарители 1 — 5; теплообменники обратных потоков 6 и 7 и сепараторы 8 — 10.

Узел демстапизатора составляют: деметапизатор 11, кипятильник 12, холодильники отгонного пара 13 и 14 и сепараторы 15 и 16.

Узел конденсации «циркуляционного метана» состоит из конденсатора 17 и сепаратора 18.

Осушенный пирогаз при давлении порядка

33 — 37 ата последовательно пропускают через холодильники-испарители 1 — 4, в которых его охлаждают до температуры порядка — 65 С, сначала пропилепом-хладагентом, затем продуктовым этапом и в аппаратах 3 и 4 этилепом-хладагептом на проме>куточных изотермах и затем подают в сепаратор 8. Из сепаратора 8 жидкость направляют в деметанизатор, а пары — на дальнейшее охлаждение в теплообмепник 6 обратных потоков и холодильник-испаритель 5.

В холодильнике 5 пирогаз охлаждают этиленом-хладагентом низшей изотермы — 100 С до температуры порядка (— 93 С) — (95 С) и направляют в сепаратор 9, откуда жидкость поступает в деметапизатор, а остаточный газ направляют в конечный теплообмепник 7, где охлаждают до температуры порядка (.— 115 ) — (— 130 С) . Охлаждение остаточного газа в аппарате 7 до таких температур происходит за счет использования холода метан-водорода из сепаратора 10 и испарения

«циркуляционпого метана» при давлении 2—

3 ата, поступающего из узла его конденсации.

Из концевого теплообменника 7 остаточный газ направляют в сепаратор 10, откуда жидкость поступает в деметанизатор 11, а пары (метан-водород) возвращают в теплообменник

7 и после рекуперации холода сбрасывают в сеть.

Деметанизатор 11, куда направляют на питание копденсаты узла охлаждения пирогаза, работает под давлением порядка 28 — 34 ата.

В дсметанизаторе происходит фракционирование поступающего углеводородного кон5

35 деш.ата с получением фракции С + при содср>кании метана в ней 30 — 50 ППМ об.

Отгонные пары из промежуточного и верхнего сечений отпарной секции деметанизатора

11 направляют в холодильники, соответственно 14 и 13, где их охлаждают: в аппарате 14— пропиленом-хладагентом, в аппарате 13 — 3TIIленом-хладагентом на промежуточной изотерме.

После охлаждения в аппаратах 14 и 13, при котором происходит частичная конденсация, отгонные пары направляют в сепараторы соответственно 16 и 15, откуда жидкостные потоки и пары из сепаратора 16 возвращают в отпарную секцию деметанизатора, а пары из сепаратора 15 направляют в укрепляющую секцию деметанизатора.

Извлеченная жидкость из верхней секции деметанизатора вместе с жидкостью питания из сепаратора 8 направляется в его нижнюю секцию.

Верхний продукт деметанизатора при температуре порядка (— 65 ) †(— 70 С) направляют в холодильник 17, где он охлаждается этиленом-хладагентом на низшей изотерме до температуры порядка (— 93 ) — (— 95 С), и поступает в сепаратор 18.

Из сепаратора 18 пары (метановая фракция) направляют в теплообмепник 6, а жидкость-метан-этилен («циркуляционный метан»), содержащая до 70 об.о о метана направляют в теплообменник 7, где испаряют под давлением порядка 2 — 3 ата и после рекуперации холода, для обеспечения высокого коэффициента извлечения этилена, возвращают на сырьевой компрессор пирогаза.

Предмет изобретения

1. Способ деметанизации газовых смесей, например газов пиролиза этапа, включающих охлаждение газа до температуры ниже — 100 С и разделение выделенного при охлаждении конденсата ректификацией с получением в качестве верхнего продукта метановой фракции, отличающийся тем, что, с целью глубокого охлаждения газа перед деметанизацией, метановую фракцию конденсируют и полученную жидкую фракцию используют для охлаждения газа на температурном уровне ниже — 100 С.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения степени извлечения этилена, пары жидкой фракции, полученные после ее испарения, возвращают в исходную газовую смесь.

410223

Составитель Г. Бахтюкова

Техред Т. Ускова Корректор А. Дзесова

Редактор Е. Левина

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1070!14 Изд. № 336 Тираж 565 Подписное

ЦН1ЛИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4!5