Способ абсорбции углеводородныхгазов

Союз Сеаетских Социалистических Республик(51)М. Кл. В 01 О 53/14 с присоединением заявки Йо Государственный комитет СССР по дедам изобретений н открытий(53) УДК 66, 071, .7(088,8) Аата опубликования описания 23,0581(54) СПОСОБ АБСОРБЦИИ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ГАЗ ей е в результате процесса, за компонентов ры в процесй части аппарационное асти абсорбения насыщеназовавшегося ичивает высоеские затраты . частяхй силыяжелыхмператув нижне о, эвапо нижней ч я.отделеот обр ия, увелнергетич роцесса. угл х Изобретение относится к способам абсорбции углеводородных газов, преимущественно нефтяных попутных газови вторичных нефтезаводских газов, и может найти применение в нефтяной, газовой, нефтеперерабатывающей, гаэоперерабатывающей и нефтехимической отраслях промышленности.Известен способ абсорбции . еводородных газов путем предварительного насыщения абсорбента легкими углеводородами (1.Недостатком этого способа являет-. ся то, что он эффективен только при абсорбции бедных сухих газов с низкими концентрациями целевых углеводородов пропана и бутанов.Известен способ абсорбции углеводородных газов путем предвари- . тельного отбенэинивания сырого бога О того целевыми углеводородами газа, заключающийся в том, что насыщенный абсорбент после абсорбции смешивается с сырым газом, поступающим на абсорбцию, и оба потока охлаждэютс в одном холодильнике 21.Недостатком известного способа является то, что в средней зоне аб сорбера процесс абсорбции идет зна чительно менее эффективно, чем в в ней и нижнснижения движущсчет десорбциипри повышенииСе их абсорбцирата. Кроме топространство вра, служащее дного абсорбентпродукта смешету аппарата ина проведение Известен также способ абсорбции углеводородных газов путем противо- точного контактирования газовой смеси с жидким абсорбентом в многоступенчатом абсорбере с получением после каждой ступени насыщенного абсорбента и охлаждения абсорбента 3Недостатком укаэанного способа является то, что,несмотря на дополнительные энергетические затраты на охлаждение абсорбента, в абсорбере остаются тарелки по высоте аппарата, которые практически не участвуют в процессе массообмена между абсорбентом и газов в результате снижения движущей силы процесса в средних зонах каждой секции абсорбера. Крометого, промежуточные холодильники абсорбента работают малоэффективно.Цель изобретения - интенсификацияпроцесса.Поставленная цель достигается тем,что насыщенный абсорбент подают навышележащую ступень,При этом охлаждение абсорбентаосуществляют между ступенями,На . чертеже изображена схема абсорбера, реализующего предлагаемыйспособ.Абсорбер состоит из корпуса 1 стремя ступенями 2-4, разделеннымимежду собой глухими тарелками 5 и б,и линии 7 ввода сырого газа, линии 8подачи тощего абсорбента, насоса 9для подачи абсорбента с низа ступени 2 на верхнюю тарелку ступени 3,холодильника 10, линии 11 подачиабсорбента н ступень 3, насоса 12для подачи абсорбента с низа ступени 3 на верхнюю тарелку ступени 4,холодильника 13, линии 14 подачиабсорбента в ступень 4, линии 15 вывода насыщенного абсорбента и линии16 вывода сухого газа. 25Способ осуществляют следующимобразом.В корпус 1 под нижнюю тарелкуступени 2 по линии 7 подают сыройгаз, а на верхнюю тарелку ступени 4подают тощий абсорбент по линии 8,С низа ступени 2 абсорбент, насыщенный в основном бутанами и пентанами, забирают насосом 9, прокачиваютчерез холодильник 10, где охлаждаютего на 10"20 С и подают по линии 11на верхнюю тарелку ступени 3, гдепроисходит в основном абсорбенцияпропана из сырого газа охлажденнымабсорбентом, насыщенным в ступени2 бутанами и пентанами. С низа ступени 3 абсорбент, насыщенный уже бутанами, пентанами и пропаном, забираютнасосом 12 прокачинают через холодильник 13, где охлаждают его еще на10-20 ОС и подают на линии 14 на верхнюю тарелку ступени 4, где происходи 1абсорбция этана из сырого газа переохлажденным абсорбентом, насыщенным в ступенях 2 и 3 бутанами, пентаиами и пропаном. Сырой гаэ в ниж- оней ступени 2 объединяется пентаиамии бутаиами и через глухую тарелку 5поступает под нижнюю тарелку ступени3, в которой он обьединяется пропаном и с верхней тарелки ступени 3, через глухую тарелку б поступает поднижнюю тарелку ступени 4, где объединяется в основном этаном, а с верхакорпуса 1 выходит сухой газ, которыйпо линии 18 направляют в магистральный газопровод (на чертеже не показан)щНасыщенный абсорбент с низа ступени 4направляют по линии 15 на десорбцию.Количество ступеней может быть отдвух до пяти, н зависимости от высоты абсорбера и его назначения, смотря 5 для извлечения каких углеводородовон применяется. Предпочтительно дляизвлечения пропана и этана в качестве целевых углеводородов применятьтрехсекционные абсорберы,Таким образом, в результате многоступенчатой абсорбции достигается существенная интенсификация процессаза счет снижения средней температурыабсорбции, использования угленодородов сырого газа в смеси с тощимабсорбентом в качестве поглотителяболее легких углеводородов из сырого газа, увеличения движущей силыпроцесса н средней части абсорбера,что в конечном счете позволяет улучшить технико-экономические показателиработы абсорбционной установки приразделении многокомпонентных углеводородных газов.Способ абсорбции углеводородныхгазов проверен путем математическогомоделирования процесса с помощьюЭВМ "Минск"в сравнении с фактическими показателями работы промьвшенного абсорбера, производительностьюпо газу 48000 нм/ч, оборудованного30-ю тарелками с круглыми колпачкаМИП р и.м е р. Расчеты проводят поисходным данным фактической работыпромышленного,односекционного абсорбера, имеющего 30 рабочих тарелок,производительность по газу 48000 нм /ч,расход тощего абсорбента 50 т/ч,средняя температура абсорбции (-3) С,одавление 40 кг/см , коэффициент извлечения пропана составляет 0,85,На нервом этапе расчетов устанавливают адекватность математическоймодели промЫшленному абсорберу, ана втором проводят расчет секционированного абсорбера по новому способуабсорбции углеводородных газов.Расчеты показали, что абсорберпо предлагаемому способу абсорбцииуглеводородных газов имеет лучшиепоказатели по извлечению углеводородов из сырого газа по сравнениюс промышленным абсорбером по известному способу.Так, коэффициент извлечения этанан предлагаемом способе равен 0,39против 0,16 в известном. Коэффициенты извлечения пропана, бутана и пентана также выше в предлагаемом способе и соответственно равны 0,99;1,0 и 1,0 против 0,085; 0,93 и 0,98в иэнестном способе.Средняя температура абсорбции впредлагаемом способе равна. (-В) С,а. в известном (-3) С. Соотношениеабсорбент-газа на верхней тарелкевыше в предлагаемом способе и составляет 1,35 л/и протин 1,17 л/м в3, 3известном способе.Наиболее рациональными параметрами процесса абсорбции углеводородных газов являются давление 20831155 Основные параметры абсорбции углеводородных газов по предлагаемому способу в сравнении с показателями работы известного абсорбера представ лены в таблице. Абсорберы Параметры Количество рабочих. тарелок, шт всего в абсорбере 30 30 в первой секции 0 во второй секции30 10 40 40 48 48 50 50 Соотношение абсорбент -газ на верхней тарелке абсорбера, л/м ф 1,35 1,17 Температура, С:о-5 средняя абсорбции Коэффициенты извлечения доли от 1: 0,08 0,05 метанаэтана 0,39 0,16 0,99 0,85 пропана 1,00 0,93 бутана 1,00 0,98 пентана абсорбере с получением после каждойступени насыщенного абсорбента иохлаждения абсорбента, о т л и ч а -ю щ и й с я тем, что, с целью интеноификации процесса, насыщенный абсорбент подают на выаележащую ступень,2.Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что охлаждение абсорбента осуществляют между ступенями,Источники информации,принятые во внимание ври экспертизе1. Клименко А. П. Разделениеприродных углеврдородных газов. киев,1964, с.289-290. 70 кг/смй; средняя температурав первой секции 20-30 С, во второйсекции 0"10 С, в третьей секции 1020 С соотношение абсорбент-гаэ0,9-1,4 л/мэ,Число секций в абсорбере, шт в третьей секции Я Давление в абсорбере, кг/смэРасход сырого газа, тыс,: нм /ч Расход тощего абсорбента, т/ч Экономический эффект от внедрения предлагаемого способа абсорбции угле". водородных газов применительно к современной установке ниэкотемпературной абсорбции природного газа мощностью 100 т с.т/год составляет более 250000 руб. н год. Формула изобретения 1. Способ абсорбции углеводородных газов путем противоточного контактирования газовой смеси с жидким абсорбентом в многоступенчатом Извест- Предлагаеный мый2831155 Сбставите Техред С. едактор аз 3403 41 илиал ППП 1 Патент", г, Ужгород, ул. Проектная,г2. Турувский Е. Н. и др. Схемы и иетОДЦ Расчета проЦесса абсорбЦии е Тематический научно-технический обзор,ВНИИЭгазпром,1969, с 5-б. Тираж 7 ВНИИПИ Государ по делам из 13035, Москва, Ж3, Скобло А. И. и др. Процессы и аппараты нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. М., Гостоптехиздат,19 б 2,с.234 (прототип) А, Тарасовигунова Корректор Г. Назарова:К 6 Подписноетвенного комитета СССбретений и открытий35, Раушская наб., д.