Способ разделения газовой смеси углеводородов @ - @

 

1. СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ ГАЗОВОЙ СМЕСИ УГЛЕВОДОРОДОВ путем абсорбции углеводородов жвдким абсорбентом, последовательной десорбции поглощенных углеводородов на стадии дёэтанизации и дебутанизации, включающий обработку жидкого абсорбента водой или водным конденсатом, ректификацию десорбированного абсорбента и рециркуляцию его на абсорбцию , отличающийся тем, что, с целью уменьшения отложений солей и смолистых веществ в аппаратуре , обработке водог или водным конденсатом подвергают насыщенный абсорбент на стадии дёэтанизации при массовом соотношении абсорбента и воды или водного конденсата 100:

C0CS СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК (!9) . () ))

4 (S l) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ

H ABT0PCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

fQCY+APCTBEHHHA HOMNTET CCCP

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3438262/23-04 (22) 12.05.82 (46) 15.06.85. Бюл, У 22 (72) В.И.Латюк, Н.Б.Ухалова, А.В.Артемов, А.Ф.Молчанов, Б.N.Ãàëüïåðèí, В.P.ÃðóíBàëüä и В.И.Настека (71) Волго-Уральскии научно-исследовательский и проектный институт по добыче и переработке сероводородсодержащих газов (53) 66.074.7(088.8) (56) 1. Патент США Ф 4072604, кл. 208-341 опублик. 1978.

2, Авторское свидетельство СССР по заявке )) 2956857/23-04, кл. С 07 С 7/11, 1980.,(54)(57) 1. СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ ГАЗОВОЙ

СМЕСИ УГЛЕВОДОРОДОВ С -С путем абсорбции углеводородов С>+> жидким абсорбентом, последовательной десорбции поглощенных углеводородов на стадии деэтанизациц и дебутаннзации, включающий обработку жидкого абсорбента водой или водным конденсатом, ректификациа десорбированного абсорбента и рециркуляцию его на абсорбцию, отличающийся тем, что, с целью уменьшения отложений солей и смолистых веществ в аппаратуре, обработке водой или водным конденсатом подвергают насыщенный абсорбент на стадии деэтанизации при массовом соотношении абсорбента и воды или водно)о конденсата 100: (1-0,5) С::

1161506

2.. Способ по и. 1, о т л и ч а ю- 3. Способ no ke, 1 и 2, о т л ишийся тем, что, насыценный "аб- ч а ю шийся 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 С1-Са. %

Известен способ разделения углеводородной газовой смеси С "C путем абсорбирования углеводородов С > абсорбентом, последующей десорбции поглощенных углеводородов с фракци- 10 онированием их,, включающий рециркуляцию десорбированного абсорбента на абсорбцию Q1) .

Недостатком этого способа является то, что в процессе наблюдается д резкое ухудшение качества абсорбента вследствие наличия в газовом потоке термически нестабильных серусодержащих компонентов, а также поступающих с конденсатом подпитки минеральных 211 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 ЗО

4 смолистых осадков и минеральных солей на стенках аппаратов, уменьшению доли отбора целевого продукта, вспениванию и уносу абсортента с газовым потоком. 35

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является способ разделения газовой смеси углеводородов С вЂ”

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 4S конденсатом при весовом соотношении абсорбента к воде или водному конденсату (20-5);(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 всего десорбированного абсорбента требует промывочных емкостей большого объема, что увеличивает металлоемкость оборудования, обычно на промывку идет только часть абсорбента и при этом качество абсорбента, поступающего на стадию абсорбции, снижается. цель изобретения — уменьшение отложений солей и смолистых веществ в аппаратуре.

Поставленная цель достигается настоящим способом разделения газовой смеси углеводородов С -С путем абсорбции углеводородов С + жидким абсорбентом, последовательной десорбции поглощенных углеводородов на стадии деэтанизации и дебутаниэации с обработкой насыщенного абсорбента на стадии деэтанизации водой или водным конденсатом при массовом соотношении абсорбента и воды или водного конденсата 100:(1-0,5) и последующей ректификапии десорбированного абсорбента и рециркуляцией его на абсорбцию.

3 11615

Предпочтительно воду или водный конденсат смешивать с насьпценным абсорбентом и подают в качестве питания в деэтанизатор колонного типа.

Предпочтительно воду или водний % конденсат подавать в нижнюю часть деэтаннзатора под первую тарелку.

Целесообразно использовать воду в виде пара, так как пар легче подавать в аппарат, полученный водный 1О конденсат дает более высокую степень очистки абсортента от минеральных солей и нежелательных примесей.

Подача воды или водного конденсата в линию питания дезтанизатора обеспечивает хороший контакт его с насыщенным абсорбентом в результате интенсивного перемешивания их при

;массообмене в отпарной секции деэта,ниэатора. 20

При этом процесс перемешивания происходит при температуре:десорбции

60-70 С, что дает снижение вязкости насыщенного абсорбента и способствует

: более полной экстракции всех водорастворимых примесей.

Подача в линию питания наряду с насыщенным абсорбентом и водой конденсата подпитки для восполнения потерь абсорбента, частично уносимого товарным газом, дает возможность отмывки и конденсата подпитки от водорастворимых примесей и таким образом значительно уменьшает их попадание в последующие аппараты технологической

35 смех ы.

В качестве абсорбента используют масляную фракцию с температурой кипения (140-190)-230 С, получаемую ректификацией стабильного конденсата.

В, состав фракции в основном входят углеводороды С>-С „ с небольшим количеством Ся и С„, причем чем выше конец кипения фракции, тем боль; ше в ней углеводородов С п+ з

При подаче водяного пара в нижнюю часть деэтанизатора под первую тарелку обеспечивается как экстракция водорастворимых примесей, так и более эффективная отпарка легких углеводородов при меньших энергозатратах. Воду или водный конденсат подают в деэтанизатор при массовом соотношении абсорбента и воды или водного конденсата 100(1-0,5).

Разделение воды и кубового остатка 5 деэтанизацни происходит в отстойнике снизу колонны деэтанизатора, время отстоя не менее 15-30 мин.

06 ф

На чертеже приведена схема для осуществления способа.

Очищенный от кислых компонентов и осушенный газ 1 поступает в абсорбер

2, с верха которого выводится товарный ras 3, а с низа — насьпценный абсорбент 4, представляющий собой смесь десорбированного (тощего) абсор бента с извлеченными углеводородами.

Насыщенный абсорбент смешивают с водой или-водяным паром 5 при подаче его в деэтанизатор 6 в линии питания,. или воду или водный конденсат подают иод нижнюю тарелку деэтанизатора по линии 7. С верха деэтанизатора удаляются легкие углеводороды — сухой газ

8, рециркулируемый на стадию абсорбции, а с низа после отстоя выводят насьпценный абсорбент по линии 9 в дебутанизатор 10. По линйи 11 из куба деэтанизатора 6 выводят воду. С верха дебутанизатора 10 выводят фракцию углеводородов С -С по линии 12, а дебутанизированный абсорбент 13 поступает на ректификацию в колонны 14 и

15 для отделения легкой фракции углеводородов С -Са 16 и тяжелой фракции

С н 17. Дееорбированный и очищенный абсорбент рециркулируют на абсорбцию по 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.

Пример 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 котоI рого приведен в табл. 2 (графы о, а ).

Первоначально в способе используется абсорбент, полученный в известном способе а} — в случае полной промывки абсорбента водой, O — в случае

1 промывки части абсорбента.

1161506

При этом происходит абсорбция углеводородов Сь и выше и меркаптанов, а очищенный от последних и отбензиненный товарный газ выводится с верха абсорбера. 3

Насьпценный абсорбент, поступающий с низа абсорбера 2 в линию 4 питания деэтанизатора 6, на входе в последний смешивают с водяным паром 5 среднего 10 (20 ата) давления в соотношении (мас.%) 100:1. В отпарной секции деэтанизатора в результате интенсивного перемешивания компонентов при массообмене происходит экстракция И водорастворимых примесей. Насыщенный экстрагент (воду) отстаивают в кубе деэтанизатора 20 мин и сбрасывали в промстоки по линии 11.

26

В деэтаниэаторе 6 происходят при этом процессы абсорбции, десорбции (отделяются легкие углеводороды

С -Сп) и экстракция примесей.

Очищенный от водорастворимых при.месей насьпценный абсорбент 9 подают в дебутанизатор 10, с верха которого получают целевую пропанбутановую фракцию 1I2, а низа — дебутанизированный абсорбент 13, который затем 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 о

4© в случае промывки части абсорбента).

Пример 2. И насыщенный абсорбент, поступающий с низа абсорбера в линию питания деэтанизатора, 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 ИЭГ, ДЭА, минеральные соли. Насыщенный экстрагент М с куба колонны деэтанизатора после отстоя в течение 15 мин, выводят в промстоки.

Дальнейшая переработка насыщенного абсорбента производится как и в примере 1.

Пример 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 .%) 100 1.

H p 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,X) насыщенного конденсата и экстрагента

100:1. После отстоя в течение 20 мин насьпценный экстрагент выводили с куба деэтанизатора в промстоки.

Дальнейшая обработка абсорбента производилась как в примере 1.

Пример 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.

Пример . 6. В насьпценный абсорбент, поступающий с низа абсорбера в линию питания деэтанизатора, подавали конденсат подпитки в соотношении

100:7,5. Водяной riap давлением 20ата 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 работы, Таблица 1

In-с,, (1

Ж КЯН ДЭА МЭГ мг/ьР

86,35 5,23 1,98 0,28 0,51 0,08 0,05 0,01 5,51 350-400 15-20 15-20

Ф

ДЭА - диэтаноламин; МЭà — моноэтиленглнколь; RSH » меркаптаны

Т аблица 2

«,е е, Физико-химические ,, параметры абсарбеита

Исходный Абсорбент после обработки по примерам абсорбент

1 2 3 4 5 6 а а

, Плотиость, г/мл 0,765 0,777 0,768 0,766 0,767 0,765 0,768 0,768

Начало кипе, ния, С

1 . Конец кипения, OC

140 140 140 140 140 140 140 140

198 200 200

200 200. 190 230 203. Содержание, мас.X

Отсут- Отсут- Отсут- Отсут- Отсут- Отсутствует .етвует ствует ствует ствует ствует ас@альтосмолистых веществ

0,36 ствует диэтаноламина

О 076

И и И моноэ тнлен-. гликоля

0 088

Общая минералйзация, мг/л -"- 71 27

7 1161 последующего технологического оборудо-, вания так как ликвидация осаждения этих ! отложений на стенках оборудования обеспечивает лучшее протекание теплообменных процессов и, следовательно, сниже ние энергозатрат. Промывка всего ° абсорбента исключает возможность накопления примесей в нем (т.е. ухудшения его качества), что, в конечном счете, увеличивает выход целевого . :1р продукта., 506 8

В табл. 4 приведены данные по среднему количеству отложений солей и смолистых веществ в оборудовании по способу-прототипу и предлагаемому способу, отмываемых.-из одного аппа,рата (колонны или теплообменника), в котором циркулирует абсорбент после стадии деэтанизацнн. На схеме это колон ны 10 и 14,а также теплообменник для по-, догрева насыщенного абсорбента между колоннами би 10 (не показан) .

1161506

„Продолжение табл.2

II -440 42 42

40 48

79 79

81 78

78

Таблица

Пример

Параметры

2 3 4 5 .6 7 8

78 79 79

120 100 110

81 78 78

95 110 108

122

3,5 3 6

4,7 4,5 4

3 3

1,3

248 243 245 240 238 239 238

205 200 197 195 190 193 192.в

Пропан-бутановая фракция.

Таблица.4

Количество отложений, т/год

Вид аппарата по прототипу ри промывке асти абсорента при промывке всего абсорбента

° ФФЮ Ю

Теплообме ниик

Колонна

1,2-1,5

2,3-2 9

0,26-0 82

0,91-1,3

0,03-0,45

0,07-0,8

3366@И Заказ 3935/29 Тираж 384 Додщсмое

-Вспениваемость,. (мм.ст пены. . 40 70

Степень извлечения пропана, Х 82 69

Степень извлечения

С из исходного газа, мас.X 82

Температура низа о деэтанизатора, С 107

Содержание

См-С . в составе, ПБФ, мас.Х, 4

Укос абсорбента с товарным газом, кг/100.м 0,3-0,8

Температура низа дебутанизатора, С - 235 .Температура колонны 14 С 190

0,6 0,4 0,5 0,4 0,45 0,45 по предлагаемому способу