Способ выделения углеводородов

,.80143Ш 4 С 07 С 7/12 ИОАН РЕТЕНИ ПАТЕНТУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРГ 10 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(71) Линде АГ и Хемише Верке Хюльс АГ(57) Изобретение касается производства углеводородов, в частности ихвыделения из сырьевого кислородсодержащего газа, и может быть использовано для сепарации отработанныхгазов с установок для получения окисиэтилена. Выделение ведут адсорбциейиз сырьевого газа, содержащего метан,этилен, СО, азот, аргон и кислород(5-12 об.Х) с использованием пульсирующего давления в нескольких взаимосвязанных адсорберах и с учетомследующего: а) во время фазы адсорбции при повышенном давлении на силикагеле или активированном угле извлекают этилен; б) с выпускной стороныадсорбера во время фазы адсорбции ипоследующей фазы прямоточного сбросадавления выводят газовый поток с по"ниженным содержанием этилена; в) адсорбированный зтилен десорбируют сполучением из выпускного отверстияадсорбера потока, обогащенного этиленом во время фазы противоточногосброса давлениями г) повышают давление в адсорбере до давления адсорбции во время фазы повышения давлениясырьевым газом или его смесью с метаном с извлечением перед завершением этой фазы газообразного потокас пониженным содержанием этилена через выпускное отверстие адсорбера иповторяют цикл. Преимущественно используют сырьевой газ, содержащий5-103 или 5-8 оЯ кислорода. За счетиспользования приема повышения давления в адсорберах с помощью газас низким содержанием кислорода и отвода газового потока перед завершением стадии повышения давления из выпускного конца адсорбера повышаетбезопасность процесса. 2 з,п. ф-лы,2 ил., 5 табл.Изобретение относится к процессуадсорбции с пульсирующим давлениемдля получения углеводорода нз газообразного потока, содержащего углеводороды и небольшое количество кислорода, и может быть использовано, например, для сепарации отработанныхгазов установок для производства окиси этилена, эти отработанные газы 10могут содеРжать существенное количестро этиленаменее значительное количество метана, небольшие количествакислордда, а также дополнительно1инертные газы, такие, как аргон, 15азот, двуокись углерода.Цель изобретения - повышение безойасности процесса за счет сниженияопасности взрыва в результате того,что для повышения давления в адсорберах используют гаэ с низким содержанием кислорода, и так же передзавершением стадии повышения давленияиз выпускного конца адсорбера отводятгазовый поток, для повышения давления используют исходную смесь газаили эту смесь и метан.На фиг. 1 приведена схема, реализующая предлагаемый способ; на фиг.2 -график времени работы установки,Процесс проводят на установке,включающей четыре адсорбера 1 - 4,подсоединенных к трубопроводу 5 сырого газа с впускной стороны, с выпускной стороны - к трубопроводу 6 оста 35точного газа, имеющего клапан 7 понижения давления. Кроме того, выпускные концы адсорберов подсоединены ктрубопроводу 8, сообщенному с трубопроводом 6 с помощью клапана 9. Газы 40расширения, получаемые при снижениидавления .первой фазы и богатые неадсорбированными компонентами, выпускаются в остаточный газ через этоттрубопровод,45С входной стороны адсорберы соединены с трубопроводом 10, ведущимв буферный или уравнительный резервуар 11, подключенный к трубопроводу12 через клапан 13.Газообразный продукт, получаемыйво время противоточного сброса давления, так же, как и очищающий газ ндесорбат, получаемые во время фазыочистки, вводят в резервуар 11 черезтрубопровод 10.С входной стороны адсорберы имЕютклапаны 14 - 17, соединяющие их струбопроводом 5, а на выпускной стороне к трубопроводу 6 адсорберы подсоединены при помощи клапанов 18 - 21, к трубопроводу 8 - при помощи клапанов 22 - 25, к трубопроводам 10 - при помощи клапанов 26 - 29Клапаны 30 - 33, установленные на входной стороне адсорберов, подключены через трубопровод 34 и регулирующий клапан 35 к трубопроводу 5 сырого газа. Повышение давления в очищенных адсорберах при помощи сырогогаза осуществляется через этот трубопровод. Четыре адсорбера проходят через идентичные циклы, хронологически смещенные друг относительно друга так, что один адсорбер всегда находится в фазе адсорбции, обеспечивая таким образом непрерывную работу, За фазой адсорбции АЭЯ, проводимой при постоянном давлении, следует первый сброс давления Е 1 в прямоточном режиме, Полученный таким образом газ сброса давления выпускается в остаточный газ. Во второй фазе прямоточного сброса давления Е 2 дополнительный газ удаляется через выпускной конец адсорбера. Этот газ проходит через открытые клапаны 22 и 25 к выпускному концу адсорбера 4 итечет через адсорбер 4, который находится в фазе очищения Я перед тем, как он проходит через клапан 29 и трубопровод 10 в буферный резервуар 11. Вслед за вторым прямоточным сбросом давления проводится фаза ЕЗ противоточного сброса давления, во время которой поток десорбата проходит черезоткрытый клапан 26 и трубопровод 10 к уравнительному резервуару 11. После окончания противоточного сброса давления ЕЗ в адсорбере осуществляют фазу очистки Б. Для этой цели газ, выделенный из фазы прямоточного сброса давления Е 2 адсорбера 2, подается через открытые клаланы 23 и 22 противоточно направлению адсорбции через,адсорбер 1, Очищающий гаэ осуществляет вытеснение адсорбированного компонента продукта, который входит все еще с высокой концентрацией через выпускной конец адсорбера. Фаза очистки поддерживается сравнительно короткой, чтобы избежать ненужного разбавления целевого газа, подаваемого в уравнительный резервуар 11 очищающим газом. В другом варианте про 143340710 15 30 цесса также возможно проводить вместе ступени очистки Б десорбцию с использованием давления ниже атмосферного, Достигаемое таким образом улучшение качества продукта, однако, до 5стигается за счет повышенного расхода энергии на вакуумный насос.После завершения фазы очистки Яв адсорбере может быть повышенодавление до давления адсорбции. Этоосуществляется во время фазы В повышения давления, во время которойсырой газ подается в адсорбер 1 через открытые клапаны 35 и 30. Послеповышения давления сырого газа вадсорбере 1 последний завершает полный цикл, Остающиеся адсорберы проходят через тот же самый цикл, но посмещенному графику времени (фиг.2). 20П р и м е р 1. Проводят выделениеэтилена из продувочного газа, выходящего с установки конверсии этилена с кислородом для получения окисиэтилена. Продувочный гаэ выходит из 25установки в количестве 500 нм /ч придавлении 1 О бар и температуре 40 С,Этот газ имеет следующий состав,об. :Иетан 50Этилен 28Этан 1Кислород 5Двуокись углерода 6Инертные газы 10Для восстановления содержания этилена в этом газе его подают на адсорбционную установку. В качествеадсорбента используют силикагель,время цикла 16 мин. 40Цикл состоит из фазы адсорбции,во время которой гаэ при давлении9,9 бар протекает через адсорбер,причем время составляет 240 с, первой прямоточной фазы уменьшения давления Е 1, которая длится 160 с и вовремя которой давление понижается с9,9 до 6,0 бар, второй прямоточнойфазы уменьшения давления Е 2, котораядлится 70 с и во время которой давление понижается с 6,0 до 3,0 бар,противоточной фазы уменьшения давления ЕЗ, которая длится 160 с и во время которой давление понижается с3,0 бар до самого низкого при осуществлении способа давления 1,6 бар,затем при этом давлении следуют втечение 80 с фазы прбмывки Б и, наконец, фаза повышения давления В,которая длится 240 с и во время которой давление в адсорбере с помощью подачи исходного газа вновь повышают с 1,6 до 9,9 бар. Из выходного конца адсорбционной установки отбирают остаточный газ в количестве 222 нм /ч0при 40 С и после уменьшения давления в клапане 7 до 6 бар его отводят, Остаточный газ имеет следующий состав, об.Х:Иетан 69,9Этилен 1,7Этан .1,4Кислород 9,0Инертные газы 18,0Во время регенерации загруженныхадсорберов получают гаэ - продукт с повышенным содержанием этилена - в количестве 278 нм /ч при давлении31,5 бар и температуре 40 С, Этот газ имеет следующий состав, об.Х:Метан 34,1Этилен 49,0Этан 0,7Кислород 1,8Двуокись углерода 10,8Инертные газы 3,6П р и м е р 2. Исходный гаэ .такого же состава как и в примере 1. В качестве адсорбента используют активированный уголь.Для предотвращения нежелательного повышения концентрации кислорода на стадии В остаточный гаэ стравливают через вентили 18, а также 19, 20, 21 и 7 до давления в адсорбере 6 бар. Продолжительность стадии В увеличивается до 300 с за счет того, что продолжительность стадии адсорбции сокращается до 180 с.В табл.1 представлен состав материальных потоков, а именно состав сырого газа, остаточного газа на стадии В, остаточного газа на стадии АОЯМ продуктового газа.1П р и м е р 3. Процесс проводят аналогично примеру 2, при использовании силикагеля в качестве адсорбента, подвергают разделению исходный газ с концентрацией кислорода 8 об.й. При этом не наблюдается нежелательного повышения концентрации кислорода. Состав материальных потоков приведен., в табл.2П р и м е р 4, Процесс проводят аналогично примеру 1. При концентрации;кислорода 1 О об.и использова07 Таблица Активированный уголь, 5 об.% О в сырьевом газе Компоненты Состав материальных потоков Сырой гаэ Остаточный гаэ Остаточный газ на АПС Продукт об 7 нм/ч об.% нмф /ч об.% нм /ч об.% нм/ч СН 62,56 95,25 43,56 138,25 7, 05 41,63 132, 13 4,63 0,79 1,20 3,53 10,84 16,50 1,31 4,15 0,00 9,45 30, 00 0,00 24,75 4,40 Аг 16,26 1,39 4,93 7,50 1,56 4,95 5 14334 нии силикагеля в качестве адсорбента проводят процесс с применением не содержащего кислород метана.,на первом этапе стадии В до давления 3 бара, Для дальнейшего, повышения давления используют исходный газ. Состав материальных потоков приведен в табл,3.П р и м е р 5. Процесс проводят аналогичнопримеру 1, но при примене нии активированного угля, причем в исходном газе содержится 10 об.% кислорода, и при применении силикагеля, причем в исходном газе содер,жится 12 об %.кислорода, первый этап ,стадии В проводят при давлении 4 бара, ,создаваемом не содержащим кислород метаном, Для дальнейшего повышения давления используют исходный газ.В табл., 4 и 5 приведены составы соответствующих материальных потоков. формула изобретения1. Способ выделения углеводородов 25 из сырьевого кислородсодержащего газа путем адсорбции с пульсирующим давлением, проводимой в нескольких циклически взаимосвязанных адсорберах, о т л и ч а ю щ и й с я тем, З 0 что, с целью повышения безопасности процесса, иэ сырьевого газа, содержа" щего метан, этилен, двуокись углерода,50,00 250,00 54 у 37 16,50 28,00 140,00 2,72 0,83 1,00 5,00 0,89 0,27 5 ф 00 25 э 00 14 э 34 4 ь 35 б 00 30 00 О 00 0 ОО 7,00 35,00 19,28 5,85 3,00 13,00 8,40 2,55 азот, аргон и кислород при содержании кислорода 5 - 12 об.% вовремя фазы адсорбции при повышенном давлении адсорбнруют на силикагеле или активированном угле этилен, выводят с выпускной стороныадсорбера во время фазы адсорбции и .последующей фазы прямоточного сбросадавления газовый поток с пониженнымсодержанием этилена, десорбируютадсорбированный зтилен с получениемиз выпускного отверстия адсорберапотока, обогащенного этиленом во время фазы противоточного сброса давления, повышают давление в адсорбередо давления адсорбции во время фазыповышения давления сырьевым газомили сырьевым газом и метаном с извлечением перед завершением этой фазыгазообразного потока с пониженнымсодержанием этилена через выпускноеотверстие алсорбента, и повторяютЦИКЛе 2. Способ по п.1, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что используют сырьевой газ, содержащий 5-1 0 об,% кислорода.3. Способ по п,1, о т л и ч а ю " щ и й с я тем, что используют сырьевой газ, содержащий 5-8 об.% кислорода.1433407 Т а б л и ц а 2 Компоненты Состав материальных потоков Остаточный газна стадии В Сырой газ Остаточный газна АЭС Продукт об.Х нм /ч об.Х нмЭ/ч об;Х нм /ч об,Х нм /ч СЕ 1+ 66,57 л 28,00 140,00 1,00 5,00 1,47 0,72 0,88 0,43 2,29.1,09 О 13,61 0,48 11,36 29,53 0,00 0,00 6,00 30,00 0,25 12,12 23,18 2,24 5,82 1,94 5,05 3,00 15,00 4,41 2,16 4,07 7,79 ТблицаЗ Состав материадьиык потоков очвб гавадии Л СНа46, ОО л СаН 4 . 27, 005,000,00 5,00 0,00 765 00 1,19 3,28 3,а б ли ц4 О обЛ Лктивировааиый мрь ото 800 68 в 93 33 ю 12 701 6 173,08 48,40 171,80 00 230,0,00 1,90 О, 91 2, 29 5,61 36,20 28,4 11 27,00 1 Э 0 Силикагель, 8 об.Х 02 в сырье 47,00 235,00 66,67 32,64 8,00 40,00 14,31 7,01 7,00 35,00 12,25 6,00 Силикаталь, 10 об.й Об в сырье 00,0 Э 5,73 0,00 46,50 0,00 0,64 0,00 2,840,00 .10,58 000 2, 52 127,30 28, 89 75,06 4,37 51,93 134,91 2 09 0 95 2 4826,03 2,68 6,961433407 Продолжение табл.4 Состав материальных потоков Компоненты Сырой газ СНа на стадии В Остаточный газна В Остаточный газ А Продукт 0 Л 1 /// об.2дмб/ч об.2 нмА ч об.2 имф ч об.Х низ ч 5,00 1,00ЬС,Н 4Ъ 0,00 0,00 О, 90 0,43 0,90 2, 19 0,67 2, 37 30,00 50, 00 О, 00 000 3459701 3343 329 284 8,31 29,53 6,00 30,00 0,00л35,00 0,00 0,00 0,00 0,20 0,49 0,00 О, 194,90 9,35 22,72 . 2,037,19 15,00 000 . 0,00 З 50 1,68 3,8 7,801,55 5,52 Таблица 5 Силякагель, 12 об.Х О/3 в сырье Состав материальных потоков род/кт аточиый г на А433407 2 ЕЗ 3 ЕЛ 3 ЕЗ Составитель Н.Кириллов М ожо едактор Н.Рогулич Техред М,Дидык Коррект Подписное 3035,Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгоро каз 5469/58ВПИИ Тираж 370Государственногоделам изобретенийосква, Ж, Рауш омитета СССР открытий ая наб., д. 4/