Способ разделения углеводородных газовых смесей

 

Союз Советских

Соцналнстнческнх

Реслублнк

<и1 654667 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 183.2.74 (21) 2086480/23-04 с присоединением заявки Мо (23) Приоритет

Опубликовано 3003.79 Б оллетень Мо 12

Дата опубликования описания 30.03.79 (51)м. кл.2

С 10 С 5/00

B 01 У 53/14

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 665.62 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Ю.М.Баженов и A.Н.Полукаров (71) ЗаяВИтЕЛЬ Всесоюзный научно-исследовательский И проектный институт по переработке газа (54) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ГАЗОВЫХ

СМЕСЕЙ

Изобретение относится к области переработки углеводородных газовых смесей, например нефтяного газа.

Для переработки углеводородных газовых смесей, предусматривающей извлечение из них индивидуальных углеводородов, используются такие процессы как компримирование, адсорбция, абсорбция, низкотемпературная сепарация, конденсация, ректификация и т.д. (1) .

Основным недостатком известных процессов является сложность технологии.

Известен также способ разделения 15 углеводородных газовых смесей путем гидратообразования при.охлаждении,: заключающийся в том, что смесь газов проходит через колонный аппарат, контактируя с опускающейся сверху 2() смесью гидратного шлама и воды. При этом часть углеводородов связывается в гидрат, с последующим их отделением,разложением и выводом газа в чистом виде (2).

Основной недостаток способа заключается в невозможности выделения из газовых смесей углеводородов тяжелее иэобутана, а кроме того, необходимость .осушки газа. за

С целью упрощения процесса предлагается способ разделения углеводородных газовых смесей, заключающийся в том, что исходный газ направляют в колонный аппарат, в среднюю часть которого подают воду в виде водно-ледяной пульпы с одновременной подачей в верхнюю углеводородного аб орбента с температурой от.-10 до -20 С.

Отличием способа является осуществление процесса путем подачи в среднюю часть колонного аппарата воды в виде водно-ледяной пульпы с одновременной подачей в верхнюю часть углеводородного абсорбента с температурой от -10 до -20 С.

Желательно в качестве абсорбента испольэовать углеводородную фракцию с т.кип. 70-140 С.

Процесс образования гидратов этана, пропана и изобутана совмещается с процессом абсорбции H-.áóòàíà.è высших углеводородов с одновременной осушкой газа.

Способ заключается в следующем.

Исходный газ, предварительно охлажденный в теплообменнике до температуры, исключающей гидратообразование, направляют. в нижнюю часть гидратоабсорбционной колонны. В среднюю

65466 часть колонны насосом непрерывно подают водно-ледяную пульпу, полученную при разложении гидратов в дегидраторе. В верхнюю часть колонны подают орошение, представляющее собой углеводородный абсорбент, охлажденный до температуры от -10 до -20оС в теп- 5 лообменниках и пропановом холодильнике.Образованная в колонне водногидратная пульпа вместе с конденсатом непрерывно выводится в двухфазный разделитель. Оттуда конденсат через теп-10 лообменник направляют на газофракционирующую установку, например в дизтаниэатор, а водно-гидратную пульпу через дроссельное устройство подают в дегидратор, где гидраты разлагаются на газообразный пропан, изобутан и воду. Выделяющийся при разложении гидратов холод превращает часть воды в частицы льда размером до 1 мм, в результате чего получается легко,® подвижная водно-ледяная пульпа. Газообразную фазу направляют в каплеотбойник для отделения воды, затем сжимают компрессором до 6-10 кг/см

2 охлаждают до 25-30 С в холодильнике, конденсируют и дополнительно отстаи25 вают в разделителе и насосом перекачивают иа газофракционирующую установку, например в депропанизатор. Отбензиненный и осушенный гаэ из верхней части колонны проходит теплообменники, где отдает свой холод стабильному конденсату и исходному газу, а затем направляется в газопровод.

8 зависимости от состава газа, :его давления и степени связывания 35 пропана и иэобутана в гидраты температуру низа колонны поддерживают в пределах от 0 до 15оС, а верха колонны — от 0 до -20 С в зависимости от требуемой точки росы отбензиненного 40 газа. При заданном составе газа, давлении и степени извлечения пропана необходимая температура низа колонны определяется обычным путем с использованием констант равновесия газ- 45 гидрат.

Для нефтяного газа Нижневартовского ГПЗ состава, об.Ъ: С1 79,43;

С 5 05 Сз 7,76; i-С4 1,49; и С

2,87Р С6 lg26» Сб 0,39У Nj 1,50У

СО 0,21 при 35 кг/см и извлечении пропана в гидраты 90,0Ъ температуру низа колонны поддерживают равной

10 С. Фактически извлечение пропана выше эа счет дополнительного поглоще7 4 ния абсорбентом. Расход абсорбента, охлажденного в пропановом холодильнике до температуры от -10 до -20 С, о определяют из теплового баланса колонны с учетом потерь холода во внешнюю среду. Для rasa указанного состава при температуре низа колонны 10 С, d верха — 10 С и температуре входяще го в колонну газа 17аС (температура начала гидратообразования 15 С) этот расход составляет 2,4 л/нм . Расход

Э воды на гидратообразование поддерживают равным двух-, трехкратному по отношению к теоретически необходимому количеству на связывание в гидраты пропана и изобутана.

Пример. нефтяной газ Нижневартовского ГПЗ охлаждают в теплообменнике и направляют в нижнюю часть гидратно-абсорбционной. колонны при температуре 17 С и давлении 35 кг/см о 2

В среднюю часть колонны насосом непрерывно подают водно-ледяную пульпу, полученную при разложении гидратов в дегидраторе. В верхнюю часть колонны подают орошение, представляющее собой углеводородную фракцию нефти, выкипающую при 70-140 С, которую предварительно охлаждают в теплообменниках . и пропановом холодильнике от -10 до

-20 C. В колоние образуется водногидратная пульпа, которую вместе с орошением непрерывно выводят при тем пературе 10 С в двухфазный разделитель. Оттуда конденсат через теплообменник выводят на газофракционную установку, а водно-гидратную пульпу через дроссельное устройство подают в дегидратор, где гидраты разлагают на газообразный пропан, иэобутан и .воду при температуре 0 С и давлении

0,5 ати. Выделяющийся при разложении гидратов холод образует водно-ледяную пульпу. Газообразйую фазу Направляют в каплеотбойник, 2сжимают компрессором до 10 кгс/cM, охлаждают до

30 С в холодильнике, конденсируют, дополнительно отстаивают в разделителе и перекачивают насосом на газофракционную установку. Отбенэиненный и осушенный газ (точка росы -20 С) о с температурой:-10 С из верхней части колонны проходит теплообменники и направляется в газопровод.

В табл.1 дается состав газовых потоков

В табл.2,приведен состав абсорбента.

654667

Т а б л и ц а 1

N СО

С i-С и-С

Газов

79,43 5,05 7,76 1,49 2,87 1,26 0,39 1,50 0,21

Исходный

Отбензиненный и осушенный

91,54 5,82 0,90

1,74

Газ из разложившихся гидратов

1,84 3,52 74,61 17,82

1 05 1,16

Т а б л и ц а 2

Абсо

На входе колонны

4,81 30,19 55,65 9,35

На выходе колонны

2,01 1,11 4,75 29,11 55,26 9,13 формула изобретения

40

Составитель Н. Глебова

Техред О.Андрейко Корректор Г.Назарова

Редактор С.Лазарева

Заказ 2315/229 Тираж 608 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная,4

1. Способ разделения углеводородных газовых смесей путем контактирования последних с водой при охлаждении в колонном аппарате с последующим отделением образующихся гидратов и их разложением, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью упрощения процесса, воду подают в среднюю часть колонного аппарата в виде водно-ледяной пульпы с одновременной подачей в верхнюю часть колонного аппарата углеводородного абсорбента с температурой от -10 до -20 С.

2 ° Способ по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что в качестве углеводородного абсорбента используют углеводородную фракцию с т.кип. 70140 С.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Пархоменко В.Е. Технология переработки нефти и газа. М., 1959, с, 233.

2. Вухгалтер Э.Б. Гидратный процесс разделения газовых и жидких смесей. Газовое дело, 1970, 92, с. 23.