Способ выделения метанола

,Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик Оп ИСАКИИИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 927790(51) М. Кл. С 07 С 31/04 С 07 С 29/74 Гэдудэрстекнный хемитет СССР дд делам изобретений в открытийОпубликовано 15 05.82 Бюллетень18 Дата опубликования описания 15.05.82(72) Автор изобретения Иностранец Герхард Даллюге(71) Заявитель ПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ МЕТАНОЛА к способамуглеводородных или водных растворобразуются при получениикопаемых твердых или жидкпри добыче природного газа и при подземном хранении газа.Например, в местах добычи природного газа при низкотемпературной очистке газа в насыщенный углевод родами и/или водяными парами природный газ впрыскивают метанол в качестве ингибитора против образования гидратов газа и сублиматов. За счет вве" денного в поток газа ингибитора обеспечивается защита соединительных трубопроводов, арматуры и аппаратуры от засорения за счет гидратов газа и сублиматов, Частично конденсирующиеся в результате естественного или принудительного охлаждения природного газа углеводородные и/или водяные пары растворяются в конденсирующихся параллельно парах метанола, так что для повторного применения метанола ов, которые газа из исих топлив,оль. Изобретение относивыделения метанола из его необходимо выделить из углеводородной и/или водной фазы.Известен способ выделения метанола из углеводородных и/или водных растворов путем декантации, экстракции и ректификации, На первой ступени очистки конденсированная путем охлаждения природного газа смесь углеводородов, воды и метанола механически разделяется на две жидкие фазы путем декантации, Жидкая смесь стекает в сепаратор жидкости, в котором обе жидкие фазы механически раз деляются вследствие из различной плотности. Имеющая более легкий уде ный вес, содержащая метанол углеводородная фаза поступает вверх, а имеющая более тяжелый удельный вес водная фаза метанола внизу из сепаратора жидкости отдельно поступает в соответствующую сборную емкость. На второй ступени обработки метанол из углеводородной фазы путем экстракции посредством умягченной норы разделяется на практически свободную от ме 927790танола углеводородную фазу и на водную фазу метанола. Содержащая метанол углеводородная фаза из сборнойемкости установки механической сепарации поступает в нижнюю часть экстракционной колонны, например экстрактора с вращающимися дисками. К верхней части этой экстракционной колонны подводится экстрагирующая среда,в частности умягченная вода. Вследст Овие различной плотности обеих жидкихфаэ внутри экстракционной колонныудельно более тяжелая умягченная вода1опускается, а удельно более тяжелаяуглеводородная фаза поднимается. За 15счет внутреннего смешивания обеих жидких фаз растворенный в углеводородныхсоединениях метанол экстрактивно поглощается умягченной водой вследствие ееболее высокого коэффициента распределе-ония, Имеющие более легкий удельныйвес, практически свободные от метанола углеводородные соединения сверхуэкстракционной колонны стекают в от-.,дельную сборную емкость, Вытекающийснизу из экстракционной колонны водный раствор метанола поступает в сборную емкость установки для механичес-.кой сепарации. На третьей ступени обработки метанол выделяют из его водно го раствора путем ректификации, Полученный из водного раствора в соот, ветствии с известным способом метанолможет быть использован вновь по назначению 13.35Однако выделение метанола из егоуглеводородных и/или водных растворовв соответствии с известным способомсвязано с высокими аппаратурными иэнергетическими затратами, Кроме то 4 Ого, известный способ многостадиен исложен.Целью изобретения является разработка способа, позволяющего существенно упростить технологию выделенияметанола из его углеводородных и/или45водяных растворов,Поставленная цель достигается тем,что водный и/или углеводородный раствор метанола вводят в нагретый до50-200 С газ, содержащий углеводороды и/или водяной пар со степенью насыщения 0,5-70 вес;3, полученную газо-паровую смесь охлаждают до 15 -30 оС и выделяют метанол с парообразном состоянии.55Согласно предложенному способу изобразующихся при коксовании каменного угля, содержащих метанол бензоуглеводородных и водных растворов можно выделить метанол с использованием недонасыщенных коксовых газов.Способ осуществляют следующим образом.Подлежащий компрессии неочищенный коксовый газ при всасывании насыщен бензоуглеводородом и водяными парами, т. е. при давлении 10 кг/см и температуре 30 ОС в 1 м очищенного газа перед сжатием содержится 3,34 г воды и 40,0 гбензоуглеводородных соединений, В подключенной к компрессионной установке для очистки газа при низкой температуреосуществляется охлажде. ние сжатого до 28 кг/см коксового газа до (-13) -(-15) С,при этом из 1 м газа конденсируется,г:вода 0,23,бенэоуглеводородные соединения 5,57, метанол 0,75, всего 6,55 г. Образующиеся растворы, содержащие метанол, дозированно вводят в горячий поток неочищенного газа после его компресии. За счет этого повышается содержание парообразных компонентов газа, на 1 м неочищенного газа приходится, г: вода 3,57, бензоуглеводородные соединения 4557 метанол 0,75.За счет последующего охлаждения горячего коксового неочищенного газа до 30 оС в каждом м неочищенного гаЭза сокращается содержание парообразнь 1 х компонентов газа до 1,2 г воды и 14,0 г бензоуглеводородных соединений, при этом введенная путем впрыскивания в поток неочищенного газа составная часть метанола также и после охлаждения практически количественно сохраняется в газе в виде паров, так как точка росы паров метанола в сжатом до 28 кг/см коксового неОчищенного газа составляет только (-14)о С.В результате предлагаемого процесса охлаждения метанол в форме паров отделяется от остальных введенных в газовый поток компонентов раствора, которые количественно конденсируются из газа. Из 1 м неочищенного коксового газа конденсируется в результате процесса охлаждения,г: :вода 2371 бензоуглеводородные соединения 31,57, итого 33,94 г смеси конденсата.П р и м е р 1. На фиг, 1 представлено фракционирование метанола иэ углеводородных и водных растворов,455055 Получающаяся при низкой температуре из коксового газа смесь бензольных углеводородов, воды и метанолапри давлении 28 кгс/см 1. и температуре - 15 оС конденсируют и по трубопроводу 1 направляют в сборник 2.Полученная метанолсодержащая смесьимеет состав в расчете 1 м сырогогаза, г; вода 0,23, бензольные углеводороды 5,57, метанол 0,75. Дозирующий насос 4 отсасывает смесь растворов по трубопроводу 3 и подаетее по трубопроводу 5 в горячий (160 С),сжатый (28 кгс/см) недонасыщенныйуглеводородами и парами воды потокгаза,В 1 м сырого газа до его сжатиядо 28 кгс/см уже находится 3,34 гводы и 40 г бензольных углеводородовв виде паров. За счет сжатия в горячем (160 С) потоке газа устанавлиоваются точки росы, для воды - 50 С,для бензольных углеводородов 53 ОС.3В насыщенном состоянии каждый мгаза мог бы содержать при такой температуре 224 г воды, или 805 г бензольных углеводородов в парообразной форме. Степень насыщения, таким образом,1,5 и 53. За счет впрыскивания в горячий поток газа метанолсодержащейсмеси содержание газообразных компонентов увеличивается в каждом м газа до 3,57 г. 45,57 г бензольных углеводородов и 0,75 метанола. Соответствующие точки росы, С:, ВодаБензольные фуглеводороды 58 ОСМетанол -14 С,Посредством охлаждения горячего газа в холодильнике 7 до 30 С мета;нол в,парообразной форме отделяют от остальных компонентов впрыснутого раствора (вода и бензольные углеводо роды), которые конденсируются в виде жидкости, практичес,и не содержащей метанола. Охлаждающим средством является вода, подаваемая в холодиль ник 7 через трубопровод 8 и отводимая по трубопроводу 9. За счет ох" лаждения из 1 м газа конденсируются 2, 37 г воды и 29,57 г бенэольных углеводородов, т.е. впрыснутые в поток газа компоненты раствора вода и бензольные углеводороды отделяются количественно при .снижении от остающегося в парообразной форме в потоке газа метанола. 1 О52025303540 Охлажденный метанолсодержащий газ выходит из холодильника 7 по трубопроводу 1 О. Образующаяся во время охлаждения смесь конденсата по трубопроводу 11 подается в разделитель жидкостей 12, в котором она декантируется и разделяется на более легкие по удельной массе углеводородные и водную фазы. Углеводородные соединения выпускаются иэ разделителя жидкости 12 через трубопровод 13, а вода - через трубопровод 14.П р и м е р 2. Фракционирование метанола из водных растворов представлено на фиг, 2.Сжатый до давления 60 кгс/см природный газ подвергается глубокому охлаждению. Перед его охлаждением до -25 ОС к насыщенному парами воды природному газу добавляют метанол с целью предупреждения образования гидрата, В процессе охлаждения водный раствор метанола выделяется в виде конденсата, а именно из каждого м газа 0,71 г воды и 0,65 г метанола.Образующийся водный раствор метанола по трубопроводу 1 подается в сборник 2. Дозирующий насос 4 отсасывает раствор по трубопроводу 3 и подает его по трубопроводу 5 в сжатый (60 кгс/см ), горячий (110 С), недонасыщенный парами воды поток газа 6. В 1 м природного газа перед его сжатием до 60 кгс/см уже имеется 1,25 г водяного параЗа счет сжатия газа в потоке сырого горячего (110 С) газа устанавливается точка росы для воды 40 С. В насыщенном состоянии вовиде горячего потока каждый м природного газа мог бы содержать 21,6 г водяного пара, Таким образом, степень насыщения около 58За счет впрыс" кивания в горячий поток газа водного раствора метанола содержание парообразных компонентов газа увеличивается в каждом м до 1,96 г воды и 0,65 г метанола. Соответствующие им точки росы устанавливаются 49о для воды и -6 С для метанола.Горячий природный гаэ в холодильнике 7 охлаждают до 30 С. Охлаждающую воду подают в холодильник 7 по трубопроводу 8 и отводят ,по трубопроводу 9. Посредством процесса охлаждения метанол отделяют в парообразном состоянии от других компонентов раствора (вода) количественно, которые практически не содержат метано 7 927790 8ла, и в жидком виде отводят, Посредством процесса охлаждения иэ каждого м газа конденсируют 1,23 г воды, т,е, впрыснутая в поток газа вода посредством снижения температуры количественно отделяется от остающегося в парообразном состоянии метанола.Охлажденный метанолсодержащий гаэ отводится из холодильника 7 по трубопроводу 10. Образующуюся в холо дильнике 7 воду отводят по трубопро" воду 11.П р и м е р 3. Выделение метанола из углеводородных и водяных растворов. 15Смесь из бензольных углеводородов, воды и метанола поступающая при давлении 25 кг/см и температуре -20 С, через трубопровод 1 попадает в.резервуар 2. Поступающая содержащая метанол смесь в каждом м неочищенного газа имеет 0,155 г воды, 3 г бензольных углеводородов и 1,05 г метанола, Дозирующий насос 4 всасывает смесь через трубопровод 3 и подает ее через трубопровод 5 в горячий (200 С) насыщенный парами углеводородов и воды поток газа.В каждом м неочищенного газа содержится перед подачей уже 930 г воды (степень насыщения 703) и 15 г бензольных углеводородов, точки росы которых 193 С для воды и 28 С дляо бензольных углеводородов.ЬВ насыщенном состоянии. каждый м35 газового потока может поглотить 1330 г воды и 2250 г бензольных углеводородов. Состояние насыщения достигает таким образом 70, 13 или 0,83. За счет имеющегося в газовом потоке раствора, содержащего метанол, увеличиваются газообразные компоненты в каждом кубическом метре газа, а именно на 930, 155 г воды, 18 г бензольных углеводородов и на 1,05 г метанола. Их точки росы соответственно 193, 1 С для воды, 33 С для бензольных углеводородов и 12 оС для метанола.За счет охлаждения горячего газа в охладителе от 7 до 20 оС метанол50 отделяется от остальных содержащихся в газовом потоке растворяющих компонентов (вода и бензольные углеводороды), которые конденсируются в жидком агрегатном состоянии,Охлаждающей средой является вода,которая через трубопровод 8 поступает в охладитель 7 и через трубопро;,вод 9 снова отводится от него. Засчет процесса охлаждения из кубического метра газа конденсируют 929,42 гводы и 7,2 бензольных углеводородов,таким образом, содержащиеся в газовом потоке вода и бензольные углеводороды отделяются от остающегосяв парообраэном состоянии метанола.Охлажденный содержащий метанолгаз покидает охладитель 7 черезтрубопровод 10,Конденсат направляется через трубопровод 11 в отделитель жидкости 12,в котором он разделяется путем отстоя на более легкую углеводороднуюи водяную фазы. Углеводородные соединения покидают отделитель жидкостей через трубопровод 13, а водачерез трубопровод 14.Предложенный способ технологически прост и позволяет выделить метанол из его углеводородных и/или водных растворов с минимальными капитальными и энергетическими затратами.Формула изобретенияСпособ выделения метанола из его углеводородных и/или водяных растворов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения технологии процесса, раствор метанола вводят в нагретый до 50-200 вС газ, содержащий углеводороды и/или водяной пар со степенью насыщения 0,5-70 вес.4, полученную газо-паровую смесь охлаждают до 15-30 о С и выделяют метанол в парообразном состоянии.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Ульман. Энциклопедия технической химии. Мюнхен-Берлин, 1951,с. 403, 429 (протот".п) .927790 Составитель Н.АнтиповаРедактор М.Митровка Техред М. Надь Корректор И. Демчи аказ 3161/33 Тираж 448 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, И., Рауаская наб., д. 4/5 г.ужгород, ул.Проектная,П "Па Фил