Способ разделения газовой смеси углеводородов

(9) (Ц ВТОРСН 1-0,5)ГОСУДАРСТВЕНН 1 й КОМИТЕТ СООРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ИСАНИЕ ИЗОБ(71) Волго-Уральскии научно-исследовательский и проектный институт подобыче ипереработке сероводородсодержащих газов(56) 1. Патент США В 4072604,кл. 208-341, опублик 1978.2, Авторское свидетельство СССРпо заявке У 2956857/23-04,кл. С 07 С 7/11, 1980.,(54)(57) 1, СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ ГАЗОВОЙ СМЕСИ УГЛЕВОДОРОДОВ С-С путем абсорбции углеводородов С в жидким абсорбентом, последовательной десорбции поглощенных углеводородов на стадии деэтанизацип и дебутаннзации, включающий обработку жидкого абсорбента водой или водным конденсатом, ректификацию десорбированного абсорбента и рециркуляцию его на абсорбцию, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения отложений солей и смолистых веществ в аппаратуре, обработке водой или водным конденсатом подвергают насыщенный абсорбент на стадии деэтанизации при ф массовом соотношении абсорбента и воды или водного конденсата 100:11615062 Способ по и. 1, о т л и ч а ю. Способ по Й, 1 и 2, о т л ищ и й с я тем, что, насьпценный "аб- ч а ю щ и й с я тем, что воду или сорбент смешивают с водой или водным, водный конденсат подают в нижнюю конденсатом иподают вкачестве питания . часть деэтанизатора под первую тав деэтанизаторколонного типа. релком.Изобретение относится к газовой и нефтехимической промышленности и может быть использовано для разделения газовой углеводородной смеси С 4-С.в %Известен способ разделения углеводородной газовой смеси С "С путем абсорбирования углеводородов Сз+з абсорбентом последующей десорбции поглощенных углеводородов с фракци онированием их включающий рециркуляцию десорбированного абсорбента на абсорбцию 03Недостатком этого способа является то, что в процессе наблюдается ц резкое ухудшение качества абсорбента вследствие наличия в газовом потоке термически нестабильных серусодержащих компонентов, а также поступающих с конденсатом подпитки минеральных 2 п солей, которые накапливаются в абсорбенте при циркуляции,Особенно это проявляется при . .переработке серусодержащих газов, которые содержат примеси термически нестабильных алканоламинов, гликолей и соединений серы, поступающих с предыдущих этапов переработки газа. Накопление в абсорбенте смол и минеральных солей приводит к отложению ЗОсмолистых осадков и минеральных солей на стенках аппаратов, уменьшению доли отбора целевого продукта, вспениванию и уносу абсортента с газовым потоком. 35Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является способ разделения газовой смеси углеводородов С - С путем абсорбции углеводородов С,8 40 жидким абсорбентом, последующей последовательной десорбции поглощенных углеводородов на стадиях деэтанизации и дебутанизации, обработки десорбированного абсорбента водой или водным 4 Ю конденсатом при весовом соотношении абсорбента к воде или водному конденсату (20-5)ф(0,5-1) и последующей ректификацией его и рециркуляцию его на абсорбцию 2 .Недостатками известного способа являются: необходимость в дополнительном оборудовании для проведения промывки десорбированного абсорбента и связанных с этим дополнительных энергозатрат; проведение стадии экстракции водорастворимых примесей на стадии обработки водой абсорбента после десорбции не исключает возможности отложения минеральных солей и смолистых осадков на стенках теплообменного оборудования на этапах десорбции.Кроме того, так как промывка всегодесорбированного абсорбента требуетпромывочных емкостей большого объема,что увеличивает металлоемкость оборудования, обычно на промывку идеттолько часть абсорбента и при этомкачество абсорбента, поступающегона стадию абсорбции, снижается.Цель изобретения - уменьшениеотложений солей и смолистых веществв аппаратуре.Поставленная цель достигаетсянастоящим способом разделения газовойсмеси углеводородов С -С путем абсорбции углеводородов С+в жидкимабсорбентом, последовательной десорбции поглощенных углеводородов настадии деэтанизации и дебутаниэациис обработкой насыщенного абсорбентана стадии деэтанизации водой или водным конденсатом при массовом соотношении абсорбента и воды или водногоконденсата 100:(1-0,5) и последующейректификапии десорбированного абсорбента и рециркуляцией его на абсорбцию,3 11615Предпочтительно воду или водныйконденсат смешивать с насьпценным абсорбентом и подают в качестве питанияв деэтанизатор колонного типа.Предпочтительно воду или водныйконденсат подавать в нижнюю часть деэтаннзатора под первую тарелку.Целесообразно использовать водув виде пара, так как пар легче подавать в аппарат, полученный водный 1 Оконденсат дает более высокую степеньочистки абсортента от минеральныхсолей и нежелательных примесей,Подача воды или водного конденсата в линию питания дезтанизатораобеспечивает хороший контакт его снасыщенным абсорбентом в результатеинтенсивного перемешивания их при;массообмене в отпарной секции деэта,ниэатора. 20При этом процесс перемешиванияпроисходит при температуре десорбции60-70 С, что дает снижение вязкостинасыщенного абсорбента и способствуеу: более полной экстракции всех водораст- д 5воримых примесей.Подача в линию питания наряду снасыщенным абсорбентом и водой конденсата подпитки для восполнения потерьабсорбента, частично уносимого товар.ным газом, дает возможность отмывкии конденсата подпитки от водорастворимых примесей и таким образом значительно уменьшает их попадание впоследующие аппараты технологической35смехы,В качестве абсорбента используютмасляную фракцию с температурой кипения (140-190)-230 С, получаемую ректификацией стабильного конденсата,В, состав фракции в основном входятуглеводороды Сэ-С с небольшим количеством С и С, причем чемвьппе конец кипения фракции, тем боль;ше в ней углеводородов Се+ зПри подаче водяного пара в нижнюючасть деэтанизатора под первую тарелку обеспечивается как экстракция водо.растворимых примесей, таки более эффективная отпарка легких углеводородов при меньших энергозатратах. Водуили водный конденсат подают в деэтанизатор при массовом соотношенииабсорбента и воды или водного конденсата 100(1-0,5).Разделение воды и кубового остатка 55деэтанизацни происходит в отстойникеснизу колонны деэтанизатора, времяотстоя не менее 15-30 мин. 06 фНа чертеже приведена схема дляосуществления способа,Очищенный от кислых компонентов иосушенный газ 1 поступает в абсорбер2, с верха которого выводится товарный газ 3, а с низа - насьпценныйабсорбент 4, представляющий собойсмесь десорбированного (тощего) абсорбента с извлеченными углеводородами,Насыщенный абсорбент смешивают сводой или водяным паром 5 при подачеего в деэтаниэатор 6 в линии питания,.или воду или водный конденсат подаютнод нижнюютарелку деэтанизатора полинии 7. С верха деэтанизатора удаляются легкие углеводороды - сухой газ8, рециркулируемый на стадию абсорбции, а с низа после отстоя выводятнасьпценный абсорбент по линии 9 вдебутанизатор 10. По линйи 11 из кубадеэтанизатора 6 выводят воду. С верхадебутанизатора 10 выводят фракциюуглеводородов С-С по линии 12, адебутанизированный абсорбент 13 поступает на ректификацию в колонны 14 и15 для отделения легкой фракции углеводородов Сп-Са 16 и тяжелой фракцииС 17. Дееорбированный и очищенныйабсорбент рециркулируют на абсорбциюпо линии 18. Для восполнения потерь абсорбента предусматривается подача конденсата подпитки в колонну 14 по линии 19 нли в питание деэтаннзатора 6 по линни 20.Возможны следующие варианты подачи воды или водяного пара и конденсата подпитки: в питание колонны 6 - воду или водяной пар 5, в колонну 14 - конденсат. подпитки 19; в питание колонны 6 - воду или водяной пар 5 и конденсат подпитки 20; в низ колонны 6 - водяной пар 7 н в колонну 14 - конденсат подпитки 19; в низ колонны 6 - водяной пар 7, а в питание колонны 6 - конденсат подпитки 20.П р и м е р 1. Очищенный от кислых компонентов и осушенный исходный газ, с компонентным составом, приведенным в табл. 1, контактирует в абсорбере с "тощим" (десорбированным) абсорбентом, фракционный состав кото 3 рого приведен в табл. 2 (графы а, а ).Первоначально в способе используется абсорбент, полученный в известном способе а) - в случае полной промывки абсорбента водой, а - в случае промывки части абсорбента, 1161506При этом происходит абсорбция углеводородов С и выше и меркаптанов, а очищенный от последних и отбензиненный товарный газ выводится с верха абсорбера. 5Насьпценный абсорбент, поступающий с низа абсорбера 2 в линию 4 питания деэтанизатора 6, на входе в последний смешивают с водяным паром 5 среднего 16 (20 ата) давления в соотношении (мас.%) 100 ф 1. В отпарной секции деэтанизатора в результате интенсив.ного перемешивания компонентов при массообмене происходит экстракция 15 водорастворимыхпримесей, Насыщенный экстрагент (воду) отстаивают в кубе деэтанизатора 20 мин и сбрасывали в промстоки по линии 11.аВ деэтаниэаторе 6 происходят при этом процессы абсорбции, десорбции (отделяются легкие углеводороды С 1-Сп) и экстракция примесей.Очищенный от водорастворимых при.месей насьпценный абсорбент 9 подают в дебутанизатор 10, с верха которого получают целевую пропанбутановую фракцию 12, а низа - дебутанизированный абсорбент 13, который затеи поступает на стадию ректифнкации (для выделения фракции С -С Рециркулирующей на абсорбцию).Фракционный состав абсорбента, полученного по примерам 1-6, приведен в табл. 2.Основные параметры процесса представлены в табл. 3 (в графе а приведены результаты осуществления процесса по прототипу в случае промывки всего абсорбента водой, в графе о49 в случае промывки части абсорбента).П р и м е р 2. И насыщенныйабсорбент, поступающий с низа абсорбера в линию питания деэтавизатора, 4 З подают водяной пар давления 20 ата в соотношении (мас.Х) 100: 1 и конденсат подпитки в соотношении(мас.%) 100: 7,5.При экстракции водорастворимых Ю примесей,происходящей в отпарной секции деэтанизатора, из насыщенного абсорбента и конденсата подпитки удаляют примеси МЭГ, ДЭА, минеральные соли, Насыщенный экстрагент Я с куба колонны деэтанизатора после отстоя в течение 15 мив, выводят в промстоки,Дальнейшая переработка насыщенного абсорбента производится как и в примере 1.П р и м е р 3. Процесс разделения углеводородов проходил все ста дни, описанные в примере 1, но при этом подавали водяной пар не в линию питания деэтанизатора, а в нижнюю часть под первую тарелку. Соотношение насьпценного абсорбента и водяного пара (мас,%) 1003 1.П р и м е р 4. В насьпценный аб-: сорбент, поступающий с низа абсорбера в линию питания деэтанизатора, подавали конденсат подпитки в массовом соотношении 100:7,5 Водяной пар давлением 20 ата подавали в нижнюю часть деэтанизатора под первую тарелку в соотношении (мас,%) насыщенного конденсата и экстрагента 100:1. После отстоя в течение 20 мин насыщенный экстрагент выводили с куба деэтанизатора в промстоки. Дальнейшая обработка абсорбента производилась как в примере 1.П р и м е р 5. Насьпценный абсорбент, поступающий с низа абсорбера в линию питания деэтанизатора, на входе в последний смешивали с водяным паром давлением 20 ата в соотношении (мас,%) 100:0,5. Процесс разделения углеводородов проходил все стадии, описанные в примере 1.П р и м е р . 6. В насыщенный абсорбент, поступающий с низа абсорбера в линию питания деэтанизатора, подавали конденсат подпитки в соотношении 100:7,5. Водяной пар давлением 20 ата подавали в нижнюю часть деэтанизатора под первую тарелку при соотношении насыщенного конденсата и водяного пара (мас,%) 100:0,5, Процесс разделения углеводородов проходил все стадии, описанные в примере 1.Из приведенных данных видно, что во всех случаях подачи воды в деэтани. затор обрабатывается весь насьпценный. абсорбент с хорошим качеством промывки.Использование предлагаемого способа разделения газовой смеси углеводоро" дов позволяет подвергнуть промывке весь абсорбент без установки дополнительного оборудования и связанных с этим энергозатрат. Кроме того, отмывка абсорбента от водорастворимых примесей на стадии деэтанизации обеспечивает более благоприятные условия работыТаблица1 1 ФЖ КЯН ДЭА МЭГ мг/мф 86,35 5,23 ,98 0,28 0,51 0,08 0,05 0,01 5,51 350-400 15-20 15-20 ФДЭА - дизтаноламин; МЭГ - моноэтиленглнколь; КЗН - меркаптаныФ Т аблица 2, Физико-химические .,параметры абсар- бента Исходный Абсорбент после обработки по примерамабсорбентю еже т2 3 4 5 6 768 0,766 0,76. Содержамас.У Отсут- Отсут- Отсут- Отсут- Отсут- Отсут- Отсут 0,36ствует ф ствует .етвует ствует ствует ствует ствует асальтосмолистыквеществ изтанола- мина 0,076 моноз тнлен-.гликоляюе е088 -"- -"- -Э Общая минера,пйзация, мг/л -"- 71 23 7 1161последующего технологического оборудо-,вания так как ликвидация осаждения этихотложений на стенках оборудования обес.печивает лучшее протекание теплообменных процессов и, следовательно, сниже ние энергозатрат. Промывка всегоабсорбента исключает возможностьнакопления примесей в нем (т.е. ухуд"щения его качества), что, в конечномсчете, увеличивает выход целевого . :1 рпродукта.,506 8В табл, 4 приведены данные"по среднему количеству отложений солей и смолистых веществ в оборудовании по способу-прототипу и предлагаемому способу, отмываемыхиз одного аппа,рата (колонны или теплообменника), в котором циркулирует абсорбент после стадии деэтанизации. На схеме зто колон ны 10 и 14,а также теплообменник для по-, догрева насыщенного абсорбента между колоннами.би 10 (не показан)..4 оличество отложений год В арата по прототипу предлагаемому сп ри промывсего абсоента асти ента Теплообменник 0,76-0,8 Колонна 0,911,3 0,03-0,4 0,07-0,8,3-2 еее ее 4 юе 3 ЩЩЯИ Заказ 3935/29 Тираж 384 3 Ьдввсю фяйтейтг фУзцфщзод яФе 330 ежтшя Степень извлечениС из исходногогаза, мас,йТемпература низаодеэтааизатора, ССодержаниеСм-Са в составеПБФф, мас.Х,Укос абсорбентас товарным газом,кг/100 мфТемператураниза дебутанизатора, СТемператураколонны 14, С 3 245 240 238 2 0 197 195 190 1