Способ разделения углеводородных газовых смесей

Союз Советских Соцналнстнческнх Реслублнк(22) Заявлено 181274(21) 2086480/23-04с присоединением заявки Мо(51)М. КЛ,2 С 10 С 5/00В 01 У 53/14 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(71) ЗаяВИтЕЛЬ Всесоюзный научно-исследовательский И проектный институт по переработке газа(54) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ГАЗОВЫХСМЕСЕЙ 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 й т.д. 11 .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 20 смесью гидратного шлама и воды. При этом часть углеводородов связывается в гидрат, с последующим их отделением,разложением и выводом газа в чистом виде 2Основной 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 аборбента 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 Н-бутана.и 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 среднюю65466 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 -20 оС в теп лообменниках и пропановом холодильнике.Образованная в колонне водногидратная пульпа вместе с конденсатом непрерывно выводится в двухфазный раз" делитель. Оттуда конденсат через теплообменник направляют на газофрак" ционирующую 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/см2 охлаждают до 25-30 С в холодильнике, конденсируют и дополнительно отстаи 25 вают в разделителе и насосом перекачивают иа газофракционирующую установ. ку, например в депропанизатор. Отбензиненный и осушенный гаэ из верхней части колонны проходит теплообменни ки, где отдает свой холод стабильному конденсату и исходному газу, а затем направляется в газопровод.В зависимости от состава газа, .его давления и степени связывания 35 пропана и иэобутана в гидраты температуру низа колонны поддерживают в пределах от 0 до 15 оС, а верха колонны - от 0 до -20 дС в зависимости от требуемой точки росы отбензиненного 40 газа, При заданном составе газа, дав" ленин и степени извлечения пропана необходимая температура низа колонны определяется обычным путем с использованием констант равновесия газ гидрат.Для нефтяного газа Нижневартовского ГПЗ состава, об.: С 79,431 С 5,05 Сз 7,76; 1-С 4 1,49 ф п-С2,87 Р С 6 1,26 Сб 039 У Н 1,50 У СО 0,21 при 35 кг/сми извлечении пропана в гидраты 90,0 температуру низа колонны поддерживают равной ЬО С. Фактически извлечение пропана выше эа счет дополнительного поглоще 7ния 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 газа указанного состава при температуре низа колонны 10 С,о верха - 10 С и температуре входящего в колонну газа 17 фС (температура начала гидратообразования 15 С) этот расход составляет 2,4 л/нм . РасходЭ воды на гидратообразование поддерживают равным двух-, трехкратному по отношению к теоретически необходимому количеству на связывание в гидраты пропана и изобутана.П р и м е р. Нефтяной газ Нижневартовского ГПЗ охлаждают в теплообменнике и направляют в нижнюю часть гидратно-абсорбционной, колонны при температуре 17 С и давлении 35 кг/смо 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 оС, которую предварительно охлаждают в теплообменниках и пропановом холодильнике от -10 до -20 С. 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 ОС и давлении 0,5 ати. Выделяющийся при разложении гидратов холод оораэует водно-ледяную пульпу. Газообразйую фазу направляют в каплеотбойник, 2 сжимают компрессором до 10 кгс/см , охлаждают до 30 С в холодильнике, конденсируют, дополнительно отстаивают в разделителе и перекачивают насосом на газо- фракционную 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, дается состав газовых потоковВ табл.2,приведен состав абсорбен-.та.,39 1 5,05 72 Ис н 9 Отбензиый и оенный 5,82 0,90 1, 4 аз из оживш идрат 1 17,8 1,84 352 05 ица 2 Т с а входе колон 81 30,19 55,65 9,35 На выхлонны соб по п.1, о тем, что в к го абсорбента одную фракцию 2Сп щийс. водородн углеводо 140 С,5тлича честве угл используют с т.кип. 7 ормула изобрете принятые в рмации ертиэе В,Е, Т газа. ки инф ри экс хноло я п енк фти проихР 2,Б. Гидратны эовых и жид дело, 197 ерияово Составитель Н.ГлебоваТехред.О.Андрейко Корректор Г,Назарова актор С.Л Подпитета СССРрытийаб., д.4/5 Заказ 2315/2 Тираж 608И Государственного комиделам изобретений и отосква, Ж, Раушская ое 035 илиал ППП Патент, г.ужгород, ул,Проектная,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 с 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 темпера турой от -10 до -20 ОС,1 4,75 29,11 55,26 9,13 Источивнимание1. Парреработки40 с, 233.2. Вухцесс раздсмесей.с. 23.