Способ получения товарного сжиженного газа

 

Изобретение относится к области газовой промышленности и может быть использовано при получении товарного сжиженного газа. Сущность изобретения заключается в абсорбции углеводородов С₃-С₄ углеводородным поглотителем под давлением с последующей регенерацией насыщенного поглотителя путем ступенчатого фракционирования с возвратом его на стадию абсорбции. Причем абсорбцию осуществляют под давлением 53-56 атм и в качестве поглотителя используют углеводородную фракцию С₉-С₁₁, затем насыщенный поглотитель подвергают дросселированию до давления 30 атм и трехступенчатому фракционированию под давлением с отводом товарного сжиженного газа со второй ступени. При этом фракцию С₁-С₂ со стадии дросселирования подают на стадию абсорбции. Также первую ступень фракционирования осуществляют под давлением 14 атм. Кроме того, углеводородную фракцию С₁-С₂ с первой ступени фракционирования возвращают на стадию абсорбции. При этом вторую ступень фракционирования осуществляют под давлением 13 атм, а фракцию углеводородов С₃-С₄ со второй ступени фракционирования после очистки ее от меркаптанов известным методом отводят потребителю. Третью ступень фракционирования осуществляют под давлением 1,8 атм, а фракцию углеводородов С₉-С₁₁ с третьей ступени фракционирования делят на два потока в объемном соотношении 3:1, первый из которых подают на стадию абсорбции, а второй - на первую ступень фракционирования. 7 з. п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к газовой промышленности и может быть использовано при получении товарного сжиженного газа.

Известен способ получения сжиженных углеводородов из природного газа с помощью экстракции избирательным растворителем, обеспечивающим заданную степень экстракции компонентов. Растворитель обладает способностью к растворению этана и более тяжелых углеводородов. Обогащенный растворитель разделяют на газовую фракции и чистый растворитель, газовую фракцию сжимают, охлаждают и конденсируют [1] Недостатком способа является высокий расход экстрагента.

Известен также способ удаления из газовых потоков тяжелых углеводородных компонентов, например, пропана, бутана и т.д. из природного газа. Из обогащенного потока тяжелые компоненты удаляют абсорбцией маслами, обедненный углеводородами газ также подвергают абсорбции маслами с использованием системы регенерации открытого цикла, в которую подают в качестве регенеративного газа обогащенный тяжелыми углеводородами газ [2] Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ получения товарного сжиженного газа, включающий абсорбцию углеводородов С₃-С₄ углеводородным абсорбентом под давлением с последующей регенерацией абсорбента путем ступенчатого фракционирования с возвратом его на стадию абсорбции. При этом используют два абсорбента, один из которых содержит С₇-углеводорода, а второй С₃-С₇ [3] Недостатком способа является высокий расход абсорбентов и высокие энергозатраты.

Целью изобретения является разработка способа получения товарного сжиженного газа с низкими удельными энергозатратами и низким расходом абсорбента, а также обеспечение возможности использования в качестве сырья обедненного по С₃-С₄ природного газа с высокой эффективностью.

Это достигается способом получения товарного сжиженного газа, включающим абсорбцию углеводородов С₃-С₄ углеводородным поглотителем-углеводородной фракцией С₉-С₁₁ под давлением 53-56 атм, и регенерацию насыщенного поглотителя дросселированием до давления 30 атм с последующим трехступенчатым фракционированием под давлением с отводом товарного сжиженного газа со второй ступени.

Это достигается также тем, что фракцию С₁-С₂ со стадии дросселирования подают на стадию абсорбции.

При этом первую ступень фракционирования осуществляют предпочтительно под давлением 14 атм.

С первой ступени фракционирования углеводородную фракцию С₁-С₂ возвращают на стадию абсорбции.

Вторую ступень фракционирования осуществляют предпочтительно под давлением 13 атм. Со второй стадии фракционирования фракцию углеводородов С₃-С₄ после ее очистки от меркаптанов отводят потребителю.

Третью ступень фракционирования осуществляют предпочтительно под давлением 1,8 атм, а фракцию углеводородов С₉ -С₁₁ с третьей ступени фракционирования предпочтительно разделить на два потока в объемном соотношении 3:1, первый из которых подают на стадию абсорбции, а второй на первую ступень фракционирования.

Сущность изобретения заключается в том, что использование в качестве поглотителя углеводородной фракции С₉-С₁₁ позволяет достигнуть высокой степени абсорбции при низких затратах абсорбента, а заявленные параметры стадий абсорбции и дросселирования позволяют при этом осуществить способ с минимальными энергозатратами.

Давление на первый, второй и третьей стадиях фракционирования подобрано экспериментально и позволяет провести процесс с максимальной эффективностью.

При осуществлении способа в объеме заявленной совокупности признаков позволяет обеспечить высокую степень абсорбции при низком расходе реагентов и снизить удельные энергозатраты на 10-12% по сравнению с прототипом.

Схема осуществления способа согласно изобретению представлена на чертеже.

Пример. Сырьевой газ подвергается абсорбции в абсорбере А-1 при давлении 53-56 атм и температуре минус 25-27^oС углеводородной фракцией С₉-С₁₁ с температурой минус 20^oС и отводится с верха абсорбера в виде товарного продукта. Насыщенный поглотитель абсорбент дросселируется (Д-1) до давления 30 атм с последующим разделением в сепараторе С-1 на газовую фазу, после компремирования возвращаемую на абсорбцию, и жидкую фазу частично деэтанизированный абсорбент.

Частично деэтанизированный абсорбент после нагрева в теплообменнике Т-1 до плюс 19^oС подвергается деэтанизации в ректификационной колонке К-1 при давлении 14 атм, температуре верха колонны 23^oС и низа 115-120^oС.

С верха колонны К-1 отводится газовая фаза, возвращаемая на абсорбцию после предварительного компремирования, с низа деэтанизированный абсорбент, нагреваемый в теплообменнике Т-2 до 138^oС и затем подаваемый в ректификационную колонну К-2. При давлении 13 атм, температуре верха колонны 60^oС и низа 235-240^oС деэтанизированный абсорбент подвергается дебутанизации с отводом с верха К-2 после охлаждения в Х-1 и конденсации из С-2 товарного сжиженного газа, а с низа К-2 дебутанизированного абсорбента.

Дебутанизированный абсорбент после рекуперативного теплообменника Т-1 с температурой 145^oС подвергается регенерации в ректификационной колонне К-3. При давлении в колонне 1,8 атм, температуре верха 97^oС, низа - 190^oС, с верха колонны после охлаждения в Х-2 и конденсации из С-3 отводится углеводородная фаза С₅-С₈, с низа К-3 - С₉-С₁₁ регенерированный абсорбент, который разделяется на два потока в соотношении 3:1, больший поток подается на абсорбцию в А-1, меньший - в верхнюю часть колонны К-1.

Сравнение данных предлагаемого способа и прототипа показывает, что унос абсорбента с товарным газом уменьшается с 16-20 до 0,5-0,8 кг/100 м³ товарного газа, удельный расход абсорбента снижается с 1,0-1,5 до 0,15-0,2 л/м³, вследствие чего приведенные энергозатраты на одну тонну сжиженного газа подают с 93 до 75 ккал.

Кроме того, по данным расчетно-экспериментальной проверки падает расход электроэнергии на 1 т сжиженного газа с 19,6 до 17,1 кВт·ч.

Преимущества предложенного способа состоят в обеспечении возможности использования в качестве сырья для получения целевого продукта обедненного по С₃-С₄ природного газа с высокой эффективностью и минимально возможными расходами реагентов и удельными энергозатратами на 10-12% ниже, чем в прототипе.

Формула изобретения

1. Способ получения товарного сжиженного газа, включающий абсорбцию углеводородов C₃ C₄ углеводородным поглотителем под давлением с последующей регенерацией насыщенного поглотителя путем ступенчатого фракционирования с возвратом его на стадию абсорбции, отличающийся тем, что абсорбцию осуществляют под давлением 53 56 атм и в качестве поглотителя используют углеводородную фракцию C₉ C₁₁, затем насыщенный поглотитель подвергают дросселированию до давления 30 атм и трехступенчатому фракционированию под давлением с отводом товарного сжиженного газа с второй ступени.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что фракцию C₁ C₂ со стадии дросселирования подают на стадию абсорбции.

3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что первую ступень фракционирования осуществляют под давлением 14 атм.

4. Способ по пп.1 3, отличающийся тем, что углеводородную фракцию C₁ C₂ с первой ступени фракционирования возвращают на стадию абсорбции.

5. Способ по пп.1 4, отличающийся тем, что вторую ступень фракционирования осуществляют под давлением 13 атм.

6. Способ по пп.1 5, отличающийся тем, что фракцию углеводородов C₃ C₄ с второй ступени фракционирования после очистки ее от меркаптанов известным методом отводят потребителю.

7. Способ по пп.1 6, отличающийся тем, что третью ступень фракционирования осуществляют под давлением 1,8 атм.

8. Способ по пп.1 7, отличающийся тем, что фракцию углеводородов C₉ C₁₁ с третьей ступени фракционирования делят на два потока в объемном соотношении 3 1, первый из которых подают на стадию абсорбции, а второй на первую ступень фракционирования.

РИСУНКИ

Рисунок 1