Способ разделения смеси газообразных и жидких предельных углеводородов с @ -с @

 

Изобретение касается производства углеводородов, в частности разделения газообразных и жидких предельных углеводородов - C<SB POS="POST">1</SB> - C<SB POS="POST">6</SB>, что может быть использовано в нефтехимии. Цель - снижение энергетических затрат в процессе. Последний ведут компримированием газового потока при его неполной конденсации с получением скомпримированного газа, газового конденсата и жидкого углеводорода. При этом скомпримированный газ сепарируют с отделением газового потока, направляемого в нижнюю, а газовый конденсат - в верхнюю части колонны деэтанизации. Полученный жидкий поток углеводородов подают в парогазовую смесь с верха колонны деэтанизации с последующим направлением в ректификационную колонну с получением с ее верха парогазовой смеси, которую подвергают неполной конденсации (за счет охлаждения в теплообменнике) и разделению на фракцию этансодержащего газа (ее дросселируют и используют в качестве хладагента в теплообменнике для съема тепла конденсации парогазовой смеси с верха колонны) и конденсата, возвращаемого в колонну в виде орошения. Полученный с низа колонны деэтанизированный остаток направляют на разделение в пропановую ректификационную колонну, в которой с верха выделяют пропан-бутановую фракцию и с низа - остаток от перегонки. Кроме того, лучше когда газовую фазу подают на 8 - 10 тарелки, а газовый конденсат направляют на 38 - 40 тарелки, считая с низа колонны деэтанизации. Эти условия позволяют снизить давления в колонне деэтанизации с 3,6 до 2,3 МПа, что соответственно снижает энергозатраты. Кроме того, использование воды вместо аммиака для охлаждения и конденсации скомпримированного газа, поступающего в колонну деэтанизации, также сокращает энергозатраты. 1 з.п.ф-лы, 2 ил., 8 табл.

СОВХОЗ COHF TCKU1X

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 С 10 G 5/06, F 25 J 3/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

IQ о

I QQ С>

О (21) 4636396/04 (22) 12,01.89 (46) 23,07.91, Бюл.М27 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт углеводородного сырья (72) P.Ã,Øàêèðçÿíoâ, О.В.Газеева, M.Ã.Èáрагимов и Б.Н,Матюшко (53) 662.76 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 507752, кл. F 25 I 3/02, С 10 G 5/06, 1976. (54) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ СМЕСИ ГАЗООБРАЗНЫХ И ЖИДКИХ ПРЕДЕЛЬ -(ЫХ УГЛ Е ВОДО Р ОД О В С1-Cг (57) Изобретение касается производства углеводородов, в частности разделения газообразных и жидких предельных углеводородов — С1 — Се, что может быть использовано в нефтехимии, Цель — снижение энергетических затрат в процессе. Последний ведут компримированием газового потока при его неполной конденсации с получением скомпримированного газа, газового конденсата и жидкого углеводорода. При этом скомприми рован ный газ сепарируют с отделением газового потока, направляемого в нижнюю, а газовый конденсат — в верхнюю части колонны деэтанизации. Полученный жидкий поток углеводородов подают в пароИзобретение относится к нефтеперера батывающей промышленности, в частности к разделению смесей газообразных и жидких предельных углеводородов фракции

С1 — Св и может быть использовано на газофракционирующих установках, Целью изобретения является снижение энергетических затрат на процесс разделения смеси углеводородов С1 — Св на отдельные фракции.. Ж„„1664809 А1 газовую смесь с верха колонны деэтанизации с последующим направлением в ректификационную колонну с получением с ее верха парогазовой смеси, которую подвергают неполной конденсации (за счет охлаждения в теплообменнике) и разделению на фракцию этансодержа щего газа (ее дросселируют и используют в качестве хладагента в теплообменнике для съема тепла конденсации парогазовой смеси с верха колонны) и конденсата, возвращаемого в колонну в виде орошения. Полученный с низа колонны деэтанизированный остаток направляют на разделение в пропановую ректификационную колонну, в которой с верха выделяют пропан-бутановую фракцию и с низа — остаток от перегонки, Кроме того, лучше когда газовую фракцию подают на 8 — 10 тарелки, а газовый конденсат направляют на 38 — 40 тарелки, считая с низа колонны деэтанизации. Эти условия позволяют снизить давления в колонне деэтгнизации с 3,6 до 2,3 МПа, что соответственно снижает энергозатраты. Кроме того, использованием воды вместо аммиака для охлаждения и конденсации скомпримированного газа, поступающего в колонну деэтанизации, также сокращает энергозатраты. 1 з.п.ф-лы, 2 ил, 8 табл.

На фиг.1 и 2 приведены схемы, реализующие способ.

Исходные газовые потоки углеводородов подают в сеператор 1. Объединенный газовый поток из сепаратора 1 компрессором 2 сжимают до давления 2,1 Мпа, охлаждают в теплообменнике 3 до 50 — 55 С и направляют в сепаратор 4. Образовавшийся в сепараторах 1 и 4 конденсат насосом 5 подают на 38 — 40 тарелку ректификационной колонны 6 деэтанлзации, Несконденсированнь.:и азовый поток из сепаратора 4 вводят на 8

10 тарелку ректификационной колонны деэтанизации 6, Исходными жидкими потоками углеводородов (табл. 2) являются головки стабилизации бензина, установки AT и бензина

-,àòàëèòè÷åñêîãî риформинга, а также газы с установки предгидроочистки, которые поступают в емкость 7.

Обьединенный жидкий поток 1лз емкости 7 насосом 8 подают на смешение с парами головного продукта колонны 6 деэтанизации, Смесь паров головного продукта колонны 6 с исходным жидким потоком охлаждаioT, пары конденсируют в теплообменнике 9 и холодильнике- конденсаторе 10, затем HB правляют в колонну 6 в качестве флегмы, а этансодержащлй газ — HB дальнейшую перерабоп<у или в топллвную сеть, 8 случае пода гл эта нсодер>кащего газа в топливную сеть его дросселиру,от до давления 0.4 — 0,5 МПа, при этом он охлаждается до 27 — 30"С.

Сдг,оссали рова нный поток эта нсодержа щего аза в этом случае используют как хлад>каген г в теплообменнике 9 для частичного охла. .<дения и конденсацил cMåcè паров головного продукта колонны 6 с исходным жидким потоком, Кубов»ilil продукт колонны 6 направляют на разделение в пропановую ректифлкационую колонну 12. Пары головного продукта колонны 12 охла>кда от и конденсируют B холодильнике-конденсаторе 13 и направл" l<>T в рсфлюкснуо емкость 14. Часть конденсаIBT из емкости 14 пода:от в колонну 12 в качестве флегмы, а балансовыл изоыггок отводят как товарный продукт. Несконденсированнь и газ из eVIKOCTII 14 I3Bf3 pBQliÿ IOT HB GBll Üi!B FLU þ гареработку или в топгялвную сеть.

Кубовый продукт колонны 12 направляют HB дальнейшу.о переработку или использую г как компонент бензина, П р и и м е р. В табл. 1 — 8 приведен материальный баланс (табл.1 -6) и технологическлй режим (табл.7), а также энергетические затраты (табл.8) на проведение процесса фракционирования указанных смесей газообразных и жидких потоков углеводородов С1-Св по предлагаемому и известному способам, Данные, приведенные в таблицах 1 — 8, получают расчетным путем на 38 а 8:-1045 с использованием программы рас-юта массообменных процессов, основанной на релаксационном методе, Иэ сравнительньц< данных (табл,1 — 8) видно, что предлагаемый способ в сравнении с известным f3pff выработке практиче-,.I:è одинакового количества целевых продуктов при их одинаковом качестве позволяет снизит.. общие энергозатраты на проведение процесса исходного сырья бо5 лее чем на 35 40 %, Этот эффектдостигают в основном за счет снижения затрат тепла на подогрев куба колонны 6 по предлагаемой схеме I3<3pB÷è газа, конденсата и жидкого потока углеводородоз в разные зоны

10 колонны 6 деэтанизации.

Н", фиг.2 представлена зависимость подвода тепла к кипятильнику колонны деэтанизации от уров;- подачи в колонну компримированного газового потока, с верха

15 сепаратора 4.

Как видно из фиг.2, наименьший теплоподвод к киRëòèëüнику колонны соответствует 8 -- 10 1арелкам подачи компримированного газового потока. Подача его

20 ниже указанного оптимума требует повышения подвода тепла IIB годогрев газового потока, поступающего в колонну при 45 С.

Пода а его выше 8 10 тарелок требует повыц!ения температуры низа колонны и

25 увеличения Iåïëоподвода для создания необходимого парового потока в колонне ниже уровня ввода компримированного газа. Подачу конденсата, содержащего больLU p. эта на и пропана, чем f3 орошении

30 колонны, осуществляют на 3 — 5 тарелки ни>ке подачи основного орошения, что соответс- вует 38 — 40 тарелкам (всего в колонне

43 - 45 тарело <). Занижение уровня ввода конденгата с температурой 45 С требует

35 увеличения теплоподвода к кипятильнику, TBI<, например, заничениа уровня ввода на

3 - 5 TBpOROI(RO отношению к оптимуму увеличивает теплоподвод к клпятильнику на

2 3 о

40 Таким образом, в соответствии с изобретением процесс разделения легких углеводородов проводят путем подачи компримированного газа в нижнюю часть колонны (на 8 — 10 тарелку), газового кон-.

45 денсата в верхнюю часть колонны (на 38—

-!О тарелку), а жидкий готок углеводородов смешивают с парами головного продукта колонны деэтанизации, Предложеннь,е приемы позволяют сни50 зить давление в ректлфикационной колонне деэтанлзации, уменьшлть нагрузку на холодил ь ники-к<3 ндесаторы. понизить температуру низа колонны и за счет этого упростить технолсгию процесса.

55 Так, давление в колонне дезтанизации сссгавляет 2,3 МПа вместо 3,6 1у1па, I(BI; =-то и:" ет место в известном способе. Б резуль-аT= предлагаемый способ позволит сни:. гь энер -озатра- ь: на прг;ведение процесса (табл. 7,8, за сче снижения расхс1664809 да греющего пара в кипятильник ректификационной колонны деэтанизации, расхода воды на конденсацию и охлаждение паров с верха ректификационной колонны деэтанизации, и за счет возможности использо- 5 вания более дешевого хладагента (воды) для охлаждения и конденсации скомпримированного газа, поступающего в колонну деэтанизации 6, вместо дорогостоящего аммиака, по способу известному. 10

Указанные преимущества предлагаемого способа (в сравнении с известным способом) при его использовании на практике позволяет получить значительный технико-экономический эффект. - 15

Формула изобретения

1. Способ разделения смеси газообразных и жидких предельных углеводородов

С! — С6 компримированием газового пото- 20 ка С его неполной конденсацией, деэтанизацией скомпримированного и газового конденсата совместно с жидким потоком углеводородов в ректификационной колонне с получением с верха колонны 25 парогазовой смеси, ее неполной конденсацией за счет охлаждения в теплообменСырье

Количество по способу предлагаемо "J известному

Ic .. г/г мас / тыс. т/г мас / !

Сырье

Жирный газ установки AT

4,3 8,5

4,3

22,9 45,1

22,9 45,1

Газ стабилизации бензинов установки AT

0 2

0,4

0,4

0 2

Головная фракция установки прецгндроочистки бензина

7,6

15,0

15,0

2,3 4,4

2,3

4,4 8>7

4, 4

8)7

Газ с установки катрнформинга

9,1

50,8 100,0 50,8 100,0

Итого:

Получено:

Этансодеря ашая фракция

Сжиженный бытовой газ l0,5

20,7

10,2

20,1

28,4

57,3

55,9

29,1

Компонент бензина (фр. С4 и выше) 23,4 ! 00,0

11,9

22,6

11,5

50,8

50,8!

00,0

Ито го

Головка стабилизации бензинов установки ЛТ

Газ с установки нредгндроочистки

Головная фракция установки катриформннта нике и разделением на фракцию этансодержащего газа, направляемого на дальнейшую переработку, и конденсата, возвращаемого в колонну в виде орошения, получением с низа колонны деэтанизиро- ванного остатка, направляемого на разделение в пропановую ректификационную колонну, в которой получают пропан-бутановую фракцию с верха и остаток перегонки с низа колонны, отличающийся тем, что, с целью снижения энергетических затрат, скомпримированный газ сепарируют. отделившийся газовый поток направляют в нижнюю, а газовый конденсат — в верхнюю часть колонны деэтанизации, жидкий поток углеводородов подают парогазовую смесь с верха колонны деэтанизации,а фракцию этансодержащего газа дросселируют и используют в качестве хладагента в теплообменнике для сьема тепла конденсации парогазовой смеси с верха колонны.

2. Способ по п,1, отличающийся тем, что газовую фазу подают на (8 — 10)-ю тарелку, а газовый конденсат направляют на (38 — 40)-ю тарелку, считая с низа колонны диэтанизации.

Таблица

17,9 9,1 17,9

Oi

Vt

С:» о м с

03 о л о

tQ

СГ л

«С» с) с 4 м л

Ci1 со

Г-t0 Ю

Г о и

1

Х 1 1

I о

Х со м3 а

» с4 со ч а

:-1г

Г -. с" t а о

Г

СГ»

С(1 м л л

ГГ»

Г) » ст . со л с 4 о а г сО

С 4

Г

СЗ

»-»

0 :) с !.»

l

1 м с

СЗ

I х о сс! и х о х

Pl х

1d t0 с"»

tQ

Г-»

0 х

» х

1

1 1)

»»

1 Д

)Д н х С

Г» ,3 х с»

Г х

7, 1 х х

ltt с х

0

l

1 д о

1 о х

Е о

1 о

1 п1

» »о

»

СЗ СО

1

M с»

tt

»»

l — — r

1 с»

Ч и

1 1 о г о

o o г» сц

c .I .О ССГ

LQ с! м с.»Г

»

»

t о -4 сЗ

o o

ГД

F x и

1 х

Р1 о х х х < 4

:ц

;о и

У х д сч

Х О td х

1 х х

I »

-г г(З т и

g х х о о х

5 6 ., О 0 с» х

Х

v и

0 Х х о 1 Г

И Г, с;

:1 t .«.» со

1 х и ь о

-!» х

О К

Г-» о х о х х х и

0 t Ю с а (Т

1 сО 1

» с с4

I х о

m 0 о у х и

»»»

Х Г„

» F x х е и ц а о г> F -»„=1

t1l

К О»

>

1

1 о о

I (J (с

Х г о о л г л л ,О х> т> (\ м, >. 1 с> "

;.O

Ю

-1

CO л

С 4

СГ> ) О1 л,О О

»Г (4 ю о с о х о ( (Ч

1" и о о о

СО> л ч

О> .О Ю

СО (Г1

-1

Т\ (.

Г (» м

О > м (и

О г л

С 4 (о> л с|

С4 м с

С4 л

СО

CO л г я о о х у

Г о

c"„

О1 .О .О

О>

Ю м г

-:1 о

О >

1- (1

О> с

С 4 м

Ю о о и

О r

С4 O л л о

С 4 >.О

О> С1

xj л л ю о о л

CO м) Г-- -»Г

С! СО л .1 О> м

»Г л

00 л Г м (4

С 4 л

Г» « г л > л О -»Г л О >,О л с

"О

Г» О л

>g о

Х

О ($ о

»Г со гл л л

Ю л о о

CO С 4

CO C4

С 4 (4

Ю л о

С>4

C л

Ю С 4

О

Р3 l4

L (-> и (с

7. м г г

О>. л

CO о — (>( (> > (4

О > л.О о г о л о

С 4

-Г

-4 л

Л СЧ л L+

О \ л

О1 г м со.О

Л С4

CO М

О> л л л

1 и о о

Г х

И и о

I (с

И о> и

Ю м л

О> о л

Ю о о о

> и (с

1.>

1 м г

CO

LQ м

С4 и1 .О н1 л л

О .О

С4 С 1 о о я л о о ((I и х оГ

Е х о

Ь4

Ю (> \ л

CO О м м л л м м

СО Г г0 л л о л

>— (4

CO л

С 4

С 4

Г О

С4 л

L

С4 л о о

Ю

Ю о оо

Ф

cJ

С6

О>

С>4 л CO л

О>

CO О1

CO л М

СО С4

CO 4

CO Ю л л

o o

1 О > л л со О О л

С4

О> т— я О>.4. г

С4 л л

CO г сч (л

СУ>

CO

Ф

> с

Г о л

-о м л — С4

1 о

И

l Е о

:х .О (4 х о а х (>\ с

1» ((>

Е:( ((l а с

1» (>, 1 а (с и и х

О (Г4 г г

cv c4 о(Е О O

Х 2 О О О Х Х о л л

Г

Ю м

l

1 о

9 4

Ф 4 + О

О О (1

Х Х О

12

1664809

Компоненты

IInлуче но

По ступило

Сухой газ

Сме сь газоо браз ных жидких углеводородов остаток кг/ч к /ч кг/ч мас. 7 мас. i ма с. 7.

11,76

11,76

0,18

0,01

2,37

0,04 н s

0,01

138, 94

451,40

1831,20

2,17

138,2

356,2

420, 1

1 81

7,04

27,07

16,65

27,11 э,34

28,56

14, 98

32, 69

С иС, 92,9

7,74

960,86

161,5

13,46

2096,06

286,42

4,47

0,65

538,40

87, 12

521 3,00

546, 45

87,52

8,52

1,36

8,05

03 67

1U,, 33

С

Ито Го

0,4

0,ОЗ

1,67

6412,98

100, О

l0О,О

Компоненты

Поступило

По iI /MAL" - о

Деэтанизиров анный продукт из колонны б кг/ч кг/ч мас. 7. кг/ч ма с.7.

0 71

0,01

1.17

0,02

1,17

0,02

0,03

1,84

С

С

93 75

2,61

0,97

0,07

57,39

3,85

542„74

271,58

36,45 р л .. Ч

35,58

5,81

1,05

0,03

0,04

0,00

529, 7>

1,70

С

Итого

86,58

100,0

93,75

1396,94

841, 03

1872, 41

272,63

529,78

86,58

5095,00

27,42

16,51

36, 75

5, 35

1G,4О

0,98

0,20

11,52

29,74

35, 01

1199, 98 100, О

Сжиже нный бы товой газ

1395,97 38,71

783,64 21,73

1329,67 36,87

3606, 00 00, О

Де ) та визиров ан ный

0,74

94,5

1411,1

867, 96

19 34,56

Таблица5

Кубовый о с". аток

1489.00 100,00

166 1809

Получено

Компоне нты

Поступило

Деэтапизированный продукт из колонны 6 кг/ч мас. 7. кг/ч мас,7

0,5

0,01

0,01

0,5

Нг S

0,74

0,74

0,02

0,01

2,54

1,81

94,5

С2

0,05

0,8

27, 07

16,65

37,11

22,15

2,93

824, 11

36,57

18,57

36,04

0,03

1,47

5,34 иС5

0,04

10,33 нС5

5,84

1,67

3720,41 100,0

100, 0

Итого

Та блица 7

Параметры аппаратов

Показатели по способу известному предлагаемому

Компре ссор 2

Давле ние, МПа: на приеме на выходе

Температура, С

0,1

0,1

1,6

2,3

145

161 на выкиде после холодильника

10-15

Коло нна 6

Давление, MIIa:

3,6

2,3 в колонне

3,55

2,25

Температура, о С:

50 верха низа питания

127

45

1411, 1

867, 96

1934,56

278, 62

538, 40

87, 12

5213,0 в рефлюксной ем1 1

Сжиже н ныл бы товой газ кг/ч мас. i

1410,3 37, 92

1388, 75 37, 33

Таблица 6

Компонент бензина

43, 85

545, 81

277,15

538,00

87,12

1492,59 100,0

1664809

Продолжение табл, 7

38 45 орошения жидко го по то ка на смешение с парами

45 смеси перед теплообменником 9

4,0

1,4 (,4 в рефлюксной емкости 14

1,35

1,35

66

11 2

110

45

Затраты по способу

Показатели предлагаемому известному ккал/ч тонны услов- ккал/ч но го то плив а за год тонны условно го то плив а за год

180307

10,7

176800

10,5

204670

396, 4

352350

704, 9

46909

2,8

48251

2,9

11600

409, 9

718,3

Флегмовое число

Колонна 12

Давление, MIIa: в колонне г

Температура, С: верха низа питания орошения

Охлаждение жирного газа в холодильнике 3

Подвод тепла к кипятильнику колонны 6

Съем тепла в холодильнике 10

Съем тепла в теплоо бмен нике 9

Общие затраты э не ргии

Т а б л и ц а 8

1664809

2, 000

r,0OO

Составитель Г. Степанова

Техред М.Моргентал Корректор С. Черни

Редактор Н, Гунько

Заказ 2365 Тираж 348 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент". г, Ужгород. ул.Гагарина, 101

МЯНККОП

/nun, Ц PmaP8 7fflL пода ча газа