Способ разделения углеводородных газовых смесей

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ СоюЪ СоветскихСоциалистическихРеспублик он 975041(23) ПриоритетОпубликовано 23. 11. 82.Бюллетень М 4 3Дата опубликования описания 231182 51) М. Кп.з В 01 0 53/14 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий. изобретения Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт по переработке газа(54) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ УГЛЕВОДОРОДНЫХГАЗОВЫХ СМЕСЕ 1 Изобретение относится к методам разделения газовых смесей с содержанием углекислого газа более 60 и может быть использовано в газовой нефтяной, химической и нефтехимической промышленности.Известен способ разделения двуокиси углерода путем промывки газовой смеси водными растворами поташа или солей щелочных металлов с добавкой активаторов, причем поглощение двуокиси углерода ведут в зоне абсорбции и выделяют в зоне регенерации ( 11.Однако поташный способ не обеспечивает достаточную степень очистки газовой смеси от двуокиси углерода и применяется при ее содержании до 50.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ разделения углеводородных газовых смесей, содержащих двуокись углерода 10-50), абсорбции органическим растворителем, в качестве которого используют водный раствор этаноламина, причем процесс промывки ведут при 20-100 оС и давлении 0,1-4,0 МПа, а регенерацию прн 110-150 оС и давлении 0,1-0,3 МПа 1,2 .1 Недостатком этого способа является низкая эффективность процессаразделения при содержании двуокисиуглерода более 60 вес., Так, стейень разделения в одну ступень достигает лишь 25,Целью изобретения является обеспечение возможности эффективностиразделения газовой смеси при содержании двуокиси углерода более 60.Поставленная цель достигается тем,что согласно способу разделения, углеводородных газовый смесей, содержащих двуокись углерода, путем абсорб 15 ции органическим растворителем, вкачестве абсорбента используют органосилоксановые жидкости при удельномих расходе 0,1 - 3,0 л/мз разделяемой газовой смеси.20т 1 ри этом в качестве органосилоксановых жидкостей используют трифторпропилметилсилоксан, полиэтилсилоксанили полиметилсилоксан.Данный способ позволяет повыситьстепень разделения газовой смеси приналичии в ней до 60 двуокиси углерода с 25 до 98-100 относительнодвуокиси углерода.Соотношение количества вводимогоабсорбента и разделяемой газовой сме45 Дозу абсорбента в количестве 15-25 мл помещают в предварительно вакуумированную емкость, снабженную 50 мейалкой, и вводят дозу растворимо,го газа, находящегося под давлением 3,0 - 5,0 МПа. Газ с абсорбентом перемешивают до установления постояного давления Р 0,7 МПа. О степени 55створимости углеводородов в абсорбейте судят по величине падения давления в сосуде и результатам хроматографического анализа газа, полученного в сосуде. Подобным образом опыт 60 проводят при давлениях 1,0; 2,0;3,0; 4,0; 5,0 и 5,8 МПа.Данные опыта приведены в табл. 1,П р и м е р 2. Разделение газовой смеси того же состава, что и в 65 3 97504си (0,1-3 л/м) зависит от содержания С 02, необходимой степени извлечения углекислоты, требуемой регламентом чистоты разделения, конструкциии режима работы массообменного абсорбиционного аппарата. При ниэких степенях извлечения ( 5-40) количество подаваемого абсорбента минимально 10,1-0,5 л/иЭ разделяемогогаза), при глубокой очиотке газовойсмеси, богатой СО 1 (80 и более), необходимо применение более высокойциркуляции абсорбента (2,2 л/м раэцеляемого газа) .П р и м е р 1. Разделение газовой смеси состава, мол.Ъ:метан 5,0; 15углекислый газ 90,9; этан 3,30;пропан 0,8, проводят на статической 3установке, в сосуде емкостью 348,8 см:при 2011 С и давлении 0,5 МПа. В качестве абсорбента используют трифторпропилметилсилоксанТФПМС).ТФПМС является стойким соединением, не агрессивен, абсолютно некорродирует оборудование, обладаетследующими физико-химическими характеристиками:Удельный вес,г/см 1,2-1,26Вязкостьпри 2511 С,сСт 50-300ТемператуРаВспышки 1 СТемпература замерзания, Со53-57Химическая формула абсорбентапримере 1, при 20 и давлениях 0,5;3,0 и 6,0 МПа аналогичным образом проводят с применением в качестве абсорбента полиэтилсилоксановой жидкости 1 ПЭСЖ).ПЭСЖ является также стойким, не агрессивным соединением и обладает следующими физико-химическими характеристиками:Удельныйвес, г/см 0,96-0,98Вязкостьпри 20 фС,сСтТемпература измерения, Сд70Молекулярныйвес 686Химическая формула абсорбента 42-48 К-0-(.6-0) х 51 1 1 К я Применение предлагаемого способа в связи с уменьшением объемов извлекаемых компонентов и используемого циркулирующего абсорбента в несколько раз приводит к значительному сокращению капитальных затрат по узлам абсорбции и дееорбции, насосному и теплообменному оборудованию, а также эксплуатационных расходов на циркуляцию абсорбента и на его регенерацию.Предлагаемый способ намного экономичнее известного, позволяет достичь экономического эффекта 1,75 млн. руб. в год на установке мощностью 1 млрд. мъ перерабатываемого газа.Кроме того, изобретение позволяет сократить в два раза капитальные затраты на регенерацию углекислого газа, заканчиваемого в пласт и, таким. образом, способствует развитию этого перспективного метода добычи нефти.При этом существенно сокращаются эксплуатационные затраты за счетменьшения объема (в 5-6 раз) цирулирующего абсорбента. где Н - углеводородные радикалы СНили С Н 1,для ПЭСЖ - радикал СН ),Результаты опыта приведены в табл. 2.Иэ данных, представленных в табл.1 и 2, видно, что ТФПМС и ПЭСЖобладают наибольшей поглотительной способностью по отношению к пропану и этану и наименьшей к СО и метану, причем с увеличением давления растворимость пропана и этана увеличивается в большей степени, что позволяет селективно поглощать в зоне абсорбции и выделять в зоне регенерации углеводороды С.в.975041 Т а б л и ц а 1 г Пропан Метан Этан Углекислый газ20,0 3,0 20 87,0 50,0 92,0 155,0 7,5 20 2,0 165,0 12,0 20 3,0 4,0 15,0 Полная раст- воримость 20 260 21,2 20 5,0 540 24 20 5,8 Т а б л и ц а 2 Пропан Температура, Метан Углекислый Этангаэ Давление,МПа22,2 1,8 86,3 10 20 0,5 30 14,0 олная растворимость 20 3,0 380 26,0 20 6,0 Полная ра- створимость Формула изобретения Составитель Е. КорниенкоТехред,М.Гергель . Корректор Г. Огар Редактор И. Николайчук Заказ 8868/5 Тираж 734 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 1. Способ разделения углеводородных газовых смесей, содержащих двуокись углерода, путем абсорбции орга ническим растворителем, о т л и " ч а ю щ и й с я тем, что, с целью обеспечения возможности проведения эффективного разделения при содержании двуокиси углерода более 60, в качестве абсорбента используют органосилоксановые жидкости при 9 удельном их расходе 0,1-3,0 л/м разделяемой газовой смеси. 2. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что в качестве органосилоксановых жидкостей используют 45 трифторпропилметилсилоксан, полиэтилсилоксан или полиметилсилоксан.е Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 50 1. Патент США Р 3637345,кл. В 01 0 53/16, опублик. 1978. 2. Патент СССР В 402180,кл. В 01 Р 53/14, опублик. 1971 (про 55 тотип)е