Способ получения водорода из углеводородной газовой смеси

ОП ИАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 11710908(Я)М. Кд, Г 25.1 308 Веудеретвеппй кеантет ь.ьь. Р ае авва нзебретеннй н еткрытнй(53) УДК 661,961.6 (088,8) Дата опубликования описания 30,01.80,В,. И, Широков, Г. Г. Малютин, И. И, Мишиев и Ю. В. Савельев(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРОДА ИЗ УГЛЕВОДОРОДНОЙ ГАЗОВОЙ СМЕСИ Изобретение относится к способам получения водорода из углеводородных газовых смесей с использованием процессов охлаждения и может. использоваться в нефтехимической и газовой промышленности.Известен способ получения водорода из угле5 водородной газовой смеси путем последовательного охлаждения газовой смеси, содержащей водород, метан, этилен, этан и фракцию С с выделением указанных компонентов,аэте При этом оставшуюся после вьщеления газовую смесь, состоящую из водорода и 5% метана расширяют в детантере, и полученный при расширении газа холод используют для охлаждения исходной газовой смеси 11.15Основным недостатком способа является наличие жидкой фазы при расширении метановодородной фракции в детантере, что приводит к нарушению режима его. работы.Наиболее близким по технической сущностизт и достигаемому результату к предлагаемому является способ получения водорода из углеводородной газовой смеси путем последовательного охлаждения газовой смеси в теплообменниках, с образованием газожндкостнойсмеси, разделения последней в сепараторах иподачи ее жидких потоков с температуройот -120 до 130 С на деметанизацию выделения жидкой метановой и газообразной метало-водородной фракций с использованием эффекта Джоуля- Томсона 21.Основной недостаток этого способа - сравнительно невысокая степень чистоты получаемого водорода, равная 95-98 об,%,Цель изобретения - повышение степеничистоты получаемого водорода,Цель достигатся тем, что в способе получения водорода из углеводородной газовойсмеси, включающем последовательное охлаж.дение газовой смеси в теплообменниках с образованием газо-жидкостной смеси, разделение последней в сепараторах и подачу ее жид.оких потоков с температурой от -120 до 130 Сна деметанизацию, выделение жидкой метано.вой и газообразной метано-водородной фрак.ций, жидкую метановую фракцию нагреваютдо газообразного состояния и расширяют ввихревой трубе с подачей образующихся гаИсточники информации,45 принятые во внимание при экспертизе1. Патент Франции М 1496217, кл. С 10 6онублик, 18,06,66.2, Письмен М. К, Производство водородав нефтеперерабатывающей промышленности,о М., "Химия", 1976, с, 48 - 49 (прототип).тавитель Е, Корниенкоред,З,Фанта Корректор М. ВигУла Заказ 8581/9 Тираж ХО ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д, 4/5Подписное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 3 71090 зовых потоков на рекуперацию холода в теп лообменники, а газообразную метано-водород. ную фракцию с температурой от .155 до 160 С направляют на расширение в вихревую трубу с подачей образующихся потоков водо. рода с температурой от180 до 185 С и мета. новодорода с температурой от 145 до 150 С на рекуперацию холода в теплообменники.Предлагаемый способ дает возможность по. высить степень чистоты получаемого водорода 10 до 99,5 - 99,9, об.%.П р и м е р, Исходную газовую смесь, состоящую иэ водорода, метана, этилена, этана и фракции С поступающую из установки получения этилена с давлением 33-38 ат и 1 Б температурой от -90 до 96 С, подают в теп. лообменник обратных потоков, где она охлаждается до температуры от -100 до 105 С эа счет обратных потоков, выходящих с установкн получения водорода. Охлажденная. газовая 2 О смесь поступает в сепаратор, где разделяется иа жидкую часть, поступающую через тепло. обменник в деметанизатор, и газообразную часть, поступающую на охлаждение в тепло. обменник обратных потоков. Газообразная 25 смесь, охлажденная до температуры 120" С за счет холода обратных потоков водорода и метана поступает на разделение в сепаратор, откуда жидкая часть поступает в деметанизатор, а газдобразная часть - на дальнейшее зо охлаждение в теплообменник. Газообразная смесь с температурой130 С поступает в се Иаратор, где разделяется на жидкую часть, которую подают в деметанизатор и газообразную часть, которую направляют на дальней. зБ шее охлаждение в теплообменник, 1 азообразиая смесь с температурой 140 С поступает на разделение в сепаратор, откуда жидкая часть через дроссельный вентиль, охлаждаясь до -145 С за счет снижения давления с 4 О 36,7 кГс/см до 12 кГс/см и через тенлообменники в газообразном виде поступает на растпирение в вихревую трубу, а газообразная часть поступает на дальнейшее охлыщение в те , где охлаждается до темпера. туры 160 С, и далее охлажденный поток направляют на разделение в сепаратор, ЖидИ кая часть потока дросселируется через вентиль с 36,7 кГс/см до 12 кГс/см и этот поток соединяется с потоком метановой фракСосРедактор 3. Шубенко Тех 8 4ции, а суммарный поток направляют черезтеплообменники на вход вихревой, трубы,куда он поступает в газообразном виде стемпературой 125 С. В вихревой трубе суммарньтй поток расширяется с 12 кГс/см до3 кгс/см и холодный поток через теплообменники, а "теплый" поток через теплообменниквыводятся из установки, Газообразный потокводорода с содержанием метана до 10 об.%направляют на расширение в вихревую трубу,откуда холодный поток через теплообменник,а "теплый" поток через теплообменники выводятся из установки, Газообразный поток метано. водорода расширяется в вихревой трубе с давления 36,7 кгс/см до давления3 кг%м и температура "холодного" пото.ка водорода достигает прй этом .190 С истепени чистоты 99;8, а температура "теплого" потока метано-водорода достигает145 С. Формула изобретенияСпособ получения водорода из углеводород.ной газовой смеси, включающий последовательное охлаждение газовой смеси в теплообменниках с образованием газо. жидкостной смеси,разделение последней в сепараторах и подачуее жидких потоков с температурой от -120до .130 С на деметаниэацию, выделение жидкой метановой и газообразной метало-водородной фракций, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения степени чистоты водорода, жидкую метановую фракцию нагревают до газообразного состояния и расширяютв вихревой трубе с подачей образующихсягазовых потоков на рекуперацию холода втеплообменники, а газообразную метано-водородную фракцию с температурой от -155 до160 С направляют на расширение в вихревую трубу с подачей образующихся потоковводорода с температурой от -180 до 185 Си метановодорода с температурой от -145 до150 С на рекуперацию холода в теплообменники,