Способ очистки сжиженного углеводородного газа от диоксида углерода

Авторы патента:

Владельцы патента RU 2488430:

Общество с ограниченной ответственностью "Петон" (RU)

Изобретение относится к способам очистки сжиженных углеводородных газов от диоксида углерода. Сжиженный углеводородный газ подают в низ экстрактора, растворитель подают на верх экстрактора, рафинатный раствор с верха экстрактора поступает в декантатор, с верхней части которого отводят сжиженный газ, а с нижней части отводят отстоявшийся растворитель, направляемый в экспанзер, экстрактный раствор с низа экстрактора поступает в экспанзер с дросселированием давления, дегазированный экстрактный раствор поступает через рекуперативный теплообменник на верх регенератора, снизу которого отбирают регенерированный растворитель, направляемый через рекуперативный теплообменник на верх экстрактора, а с верха регенератора отбирают диоксид углерода, теплосъем в экстракторе осуществляют при помощи решеферов, а газы дегазации из экспанзера инжектором возвращаются в экстрактор. Изобретение позволяет сохранить энергетический потенциал сжиженного углеводородного газа, повысить чистоту получаемого сжиженного углеводородного газа и интенсифицировать работу основного разделяющего аппарата. 4 з.п. ф-лы, 1 ил., 3 табл.

Изобретение относится к способам очистки сжиженных углеводородных газов (широкой фракции легких углеводородов) от диоксида углерода и может найти применение в газовой и нефтехимической отраслях промышленности.

Широкое распространение получили разнообразные способы очистки углеводородных газов от диоксида углерода абсорбцией последнего растворами аминов (Мановян А.К. Технология первичной переработки нефти и природного газа. М., Химия, 2001, с.294-304; А.С. СССР №1279658 А1, кл. В01 53/14, 1985, бюл. №48, 1986). Общим признаком этих способов является обработка газа в абсорбере циркулирующим аминовым раствором при повышенном давлении и последующую многоступенчатую регенерацию насыщенного абсорбента. Общим недостатком этих способов является не возможность реализации абсорбционной очистки сжиженных углеводородных газов от диоксида углерода без перевода их в паровую фазу за счет резкого снижения давления газа, что приводит к существенным затратам энергии на последующее сжатие очищенного газа перед последующей переработкой или транспортированием. Материалов по очистке сжиженных углеводородных газов от диоксида углерода в патентной литературе не выявлено.

Целью заявляемого изобретения является сохранение энергетического потенциала сжиженного углеводородного газа, повышение чистоты получаемого сжиженного углеводородного газа и интенсификации работы основного разделяющего аппарата.

Поставленная цель достигается тем, что:

способ очистки сжиженного углеводородного газа от углерода, заключающийся в том, что диоксид углерода экстрагируют из сжиженного газа селективным растворителем в экстракторе, сжиженный газ подают в низ экстрактора, растворитель подают на верх экстрактора, рафинатный раствор с верха экстрактора поступает в декантатор, с верхней части которого отводят сжиженный газ, а с нижней части отводят отстоявшийся растворитель, направляемый в экспанзер, экстрактный раствор с низа экстрактора поступает в экспанзер с дросселированием давления, в экспанзере от экстрактного раствора равновесно отделяется газовая фаза, состоящая из поглощенных углеводородов и части диоксида углерода, и дегазированный экстрактный раствор поступает через рекуперативный теплообменник на верх регенератора, снизу которого отбирают регенерированный растворитель, направляемый через рекуперативный теплообменник на верх экстрактора, а с верха регенератора отбирают диоксид углерода;

1) процесс очистки сжиженного углеводородного газа реализуется в жидкой фазе без снижения давления газа и сохранения его энергетического потенциала, при этом диоксид углерода экстрагируют из сжиженного углеводородного газа селективным растворителем в экстракторе, сжиженный газ подают в низ экстрактора;

2) экстрактный раствор с низа экстрактора поступает в экспанзер с дросселированием давления на дегазацию, в экспанзере от экстрактного раствора равновесно отделяется газовая фаза, состоящая из поглощенных углеводородов и диоксида углерода, которая откачивается через инжектор потоком частично регенерированного охлажденного растворителя, отводимого из средней части регенератора растворителя, и возвращается в среднюю часть экстрактора в качестве ресайкла. Ввод ресайкла в экстрактор приводит к частичному вытеснению из растворителя поглощенных в экстракторе углеводородных компонентов диоксидом углерода, что повышает количество очищенного сжиженного газа, отводимого с верха, экстрактора;

3) в качестве растворителя диоксида углерода используют промышленно доступные и дешевые водные растворы аминов;

4) в нижней части экстрактора обеспечивается охлаждение эмульсии экстрактного раствора и очищаемого сжиженного газа при помощи решеферов, что снижает растворяющую способность растворителя по углеводородам и препятствует разложению растворителя;

5) в экстракторе используют многосекционные насадочные контактные устройства с распределителями дисперсной фазы, расположенными между контактными устройствами, что повышает эффективность экстракционной очистки и уменьшает размеры и стоимость экстрактора.

На фиг.1 схематично представлена установка, реализующая предлагаемый способ очистки сжиженных углеводородных газов от диоксида углерода. Установка для очистки сжиженных углеводородных газов от диоксида углерода включает экстрактор 1, декантатор очищенных сжиженных углеводородных газов от капель унесенного аминового растворителя 2, дросселирующий клапан 3, экспанзер 4, рекуперативный теплообменник 5, десорбер 6, насос подачи регенерированного растворителя 7, насос подачи не полностью регенерируемого растворителя 8, холодильник 9, инжектор 10, решеферы 11.

Пример 1. На очистку поступает 175,4 т/ч (300 м³/ч) сжиженного углеводородного газа под давлением 1,5 МПа с температурой 40°С, имеющего состав (% масс.):

азот	- 0
диоксид углерода	- 5
этан	- 1
пропан	- 20
изобутан	- 20
н-бутан	- 20
изопентан	- 5
н-пентан	- 15
н.гексан	- 14
вода	- 0

Сжиженный углеводородный газ поступает в низ экстрактора 1 наверх, которого подается насосом 7 регенерированный растворитель в количестве 311,5 т/ч (300 м³/ч) в виде водного раствора диэтаноламина, содержащего 30% мас. диэтаноламина при температуре 40°C. Очищенный от диоксида углерода сжиженный углеводородный газ с взвесью капель унесенного растворителя поступает в декантатор 2, в котором от сжиженного углеводородного газа отделяются капли амина. С низа экстрактора 1 выводится экстрактный раствор с поглощенным диоксидом углерода и некоторым количеством легких углеводородов (этан, пропан) и через дросселирующий клапан 3 под давлением 0,21 МПа поступает в экспанзер 4. В экспанзере 4 при низком давлении происходит отдувка легких углеводородов и части диоксида углерода в газовой фазе. Далее дегазированный экстрактный раствор из экспанзера 4 через рекуперативный теплообменник 5 поступает в регенератор растворителя 6 с подводом тепла в низ регенератора. Горячий регенерированный растворитель с низа регенератора 6 насосом 8 подается в рекуперативный теплообменник 5 и далее подается наверх экстрактора 1. Из средней части регенератора 6 отводится расчетное количество частично регенерированного растворителя, который насосом 8 подается для охлаждения в холодильник 9, после которого абсорбент с температурой 40°C поступает в инжектор 10, откачивая газ из экспанзера 3 и поступает в среднюю часть экстрактора 1. В связи с ограничением на температуру потоков в экстракторе (она не должна превышать 50°С во избежание разложения комплекса амина и диоксида углерода) в нижней части экстрактора 1 на последних тарелках обеспечивается теплоотвод от эмульсии сжиженный углеводородный газ-растворитель при помощи решеферов 11.

В таблице 1 приведены расчетные данные по составу очищенных сжиженных углеводородных газов, выводимых с верха экстрактора и насыщенного растворителя, выводимого с низа экстрактора, в таблице 2 - профиль давлений, температур и коэффициента эффективности извлечения диоксида углерода по реальным тарелкам при работе системы очистки сжиженного углеводородного газа по заявленному способу. Экстрактор имеет диаметр 3.8 м и включает два решефера и 20 реальных тарелок.

В таблице 3 для сравнения приведены расчетные данные по абсорбционной очистке аналогичной широкой фракции углеводородов в газовой фазе абсорбентом, аналогичным растворителю в абсорберах диаметром 3.8 м при различном числе реальных тарелок и расходе абсорбента.

Сравнение данных таблиц 1, 2, 3, показывает, что в результате реализации предлагаемого способа очистки сжиженных углеводородных газов увеличится качество очищаемых углеводородных газов, уменьшается число реальных тарелок и расход экстрагента при сохранении энергетического потенциала сжиженного углеводородного газа.

Таблица 1
Расчетные данные по составу очищенных сжиженных углеводородных газов и насыщенного растворителя в экстракторе
Компоненты	Состав, % мольн.
	Очищенные сжиженные углеводородные газы, выводимые с верха экстрактора	Насыщенный растворитель, выводимый с низа экстрактора
азот	0	0
диоксид углерода	0,0006	1,7112
этан	2,1876	0,0015
пропан	27,9568	0,0085
изобутан	21,2388	0,0001
н-бутан	21,2389	0,0001
изопентан	4,2775	0,0000
н-пентан	12,8325	0,0000
н.гексан	10,0273	0,0001
вода	0,1999	91,5596
амин	0,0401	6,7189

Таблица 2
Профиль давлений, температур и коэффициента эффективности по реальным тарелкам экстрактора (счет с верха аппарата) при экстракционной очистке сжиженных углеводородных газов
Число реальных тарелок	Давление, кПа	Температура, °С	Коэффициент эффективности	Теплосъем в решефере, млн. ккал
1	1471,34	40,00	0,5203	0
2	1472,86	40,00	0,3491	0
3	1472,39	40,01	0,3500	0
4	1475,91	40,01	0,3513	0
5	1477,43	40,02	0,3527	0
6	1478,96	40,03	0,3543	0
7	1480,48	40,04	0,3560	0
8	1482,01	40,06	0,3775	0
9	1483,53	40,10	0,3599	0
10	1485,05	40,18	0,3624	0
11	1486,58	40,29	0,3653	0
12	1488,10	40,48	0,3686	0
13	1489,63	40,78	0,3724	0
14	1491,15	41,27	0,3769	0
15	1492,67	42,06	0,3820	0
16	1494,20	43,36	0,3914	0
17	1495,72	45,36	0,3997	0
18	1497,25	48,02	0,4189	0
19	1498,77	49,46	0,3778	0,5
20	1500,30	48,52	0,3734	1,0

Таблица 3
Расчетные данные по абсорбционной очистке аналогичной широкой фракции углеводородов в газовой фазе абсорбентом
Расход абсорбента, м³/ч	Число реальных тарелок	Концентрация диоксида углерода в очищенном газе, % мольн.	Дополнительный теплосъем, млн. ккал
300	20	0,145	0,5; 0,5; 0,5; 0,5 и 1,0 соответственно с 16, 17, 18, 19 и 20 тарелок
400	20	0,145	-
400	30	0,028	-
400	40	0,0067	-
400	50	0,0024	-
400	60	0,0016	-

1. Способ очистки сжиженного углеводородного газа от диоксида углерода, заключающийся в том, что диоксид углерода экстрагируют из сжиженного газа селективным растворителем в экстракторе, сжиженный газ подают в низ экстрактора, растворитель подают на верх экстрактора, рафинатный раствор с верха экстрактора поступает в декантатор, с верхней части которого отводят сжиженный газ, а с нижней части отводят отстоявшийся растворитель, направляемый в экспанзер, экстрактный раствор с низа экстрактора поступает в экспанзер с дросселированием давления, в экспанзере от экстрактного раствора равновесно отделяется газовая фаза, состоящая из поглощенных углеводородов и части диоксида углерода, и дегазированный экстрактный раствор поступает через рекуперативный теплообменник на верх регенератора, снизу которого отбирают регенерированный растворитель, направляемый через рекуперативный теплообменник на верх экстрактора, а с верха регенератора отбирают диоксид углерода.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в нижней части экстрактора осуществляют теплоотвод при помощи решефера.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве селективного растворителя используют водный раствор аминов.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что из средней части регенератора отводят частично регенерированный растворитель, который насосом после охлаждения в холодильнике подается в инжектор, откачивающий газовую фазу из экспанзера, смешиваемую с частично регенерированным растворителем, и далее поступает в среднюю часть экстрактора в качестве ресайкла.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что в экстракторе используют многосекционные насадочные контактные устройства с распределителями дисперсной фазы, расположенными между контактными устройствами.

Изобретение относится к абсорбенту, для удаления диоксида углерода из дымовых газов, образующихся в работающей на ископаемом топливе установке для сжигания. .

Установка и способ регенерации раствора абсорбента // 2486944

Способ обработки потока углеводородного газа, имеющего высокую концентрацию диоксида углерода, с использованием бедного растворителя, содержащего водный раствор аммиака // 2485998

Изобретение относится к способу обработки находящегося под высоким давлением потока углеводородного газа с высокой концентрацией диоксида углерода с целью удаления из него диоксида углерода с образованием обработанного потока углеводородного газа и обогащенного диоксидом углерода потока.

Установка для извлечения со2 и способ извлечения со2 // 2485048

Способ удаления co2 (варианты) // 2484882

Система и способ удаления кислотного компонента из технологического потока // 2483785

Система и способ регенерации раствора абсорбента // 2483784

Способ разделения газов // 2483783

Изобретение относится к разделению газов каталитического крекинга газойля различного происхождения и может быть использовано с целью увеличения отбора пропилена как товарного продукта от потенциально образовавшегося в процессе каталитического крекинга газойля.

Система и способ регенерации раствора абсорбента // 2481881

Изобретение относится к системе и способу регенерации раствора абсорбента, используемого в абсорбции кислотного компонента из технологического потока. .

Способ и установка для регенерации аминсодержащего раствора для промывки, поступающего при очистке газа // 2480401

Изобретение относится к способу регенерации поступающего при очистке газов аминсодержащего раствора для промывки, в котором СО2 и сернистые соединения находятся в химически связанном состоянии, а также к установке для осуществления способа.

Устройство для очистки воздуха в жилых и производственных помещениях от щелочных газофазных примесей // 2489196

Изобретение относится к области инженерного оборудования зданий и сооружений и может быть применено с целью снижения уровня вентиляции для поддержания стандартных уровней концентрации вредных веществ в помещениях

Мокрый скруббер // 2490055

Способ очистки раствора диэтаноламина от примесей // 2491981

Изобретение относится к области очистки газов и может быть использовано в газовой или в нефтеперерабатывающей промышленности для очистки абсорбентов от примесей

Способ и система очистки биогаза для извлечения метана // 2495706

Изобретение относится к способу очищения биогаза для извлечения метана, в котором компоненты, содержащиеся в биогазе, такие как диоксид углерода, соединения серы и аммиака, отделяются в ходе нескольких этапов процесса, и к соответствующей системе для осуществления способа. Способ осуществляют в три этапа очистки, на первом биогаз пропускают через очистную колонну (К1) в противоток подаваемой пресной воде, где диоксид углерода, сероводород, аммиак и другие органические водорастворимые вещества связываются в пресной воде, а метановый газ отбирают у головы очистной колонны (К1), на втором растворенный метан удаляют в первой испарительной колонне (К2), посредством добавления аэрирующего воздуха или аэрирующего воздуха и кислорода, и на третьем растворенный диоксид углерода удаляют во второй испарительной колонне (К3) посредством добавления аэрирующего воздуха, при этом отводят очищенный очистной раствор, подаваемый к очистной ступени (К1), и отработанный газ. Система содержит очистную колонну (К1), первую испарительную колонну (К2) и вторую испарительную колонну (К3), при этом очистная и испарительные колонны соединены последовательно, и основание второй испарительной колонны соединено с головой очистной колонны линией (04), несущей очистной раствор. Изобретение позволяет увеличить извлечение метана и снизить потребление энергии. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 2 ил., 2 пр.

Способ и устройство для отделения диоксида углерода от отходящего газа работающей на ископаемом топливе электростанции // 2495707

Изобретение относится к способу отделения диоксида углерода от отходящего газа работающей на ископаемом топливе электростанции. Способ включает в себя абсорбционный процесс, в котором содержащий диоксид углерода отходящий газ приводят в контакт с абсорбентом, в результате чего образуется загрязненный диоксидом углерода абсорбент (25), и десорбционный процесс (10), который функционирует от горячего пара из пароводяного контура работающей на ископаемом топливе электростанции и в котором загрязненный диоксидом углерода абсорбент (25) регенерируют, в результате чего образуется регенерированный абсорбент (26). При этом в следующем за десорбционным процессом (10) процессе расширения (20) регенерированный абсорбент (26) расширяют, в результате чего образуется парообразный абсорбент (27), который возвращают в десорбционный процесс (10), и загрязненный абсорбент (25) разделяют, по меньшей мере, на один первый (30) и один второй (40) частичные потоки, причем только второй частичный поток (40) направляют в теплообмене с расширенным абсорбентом, а первый (30) и один второй (40) частичные потоки подают в десорбционный процесс (10) на его разных этапах. Также изобретение относится к устройству для осуществления способа. Изобретение обеспечивает высокую эффективность отделения при низкой потребности в собственной энергии и в то же время при высоком общем кпд энергетического процесса. 2 н. и 20 з.п. ф-лы, 3 ил.

Способ подготовки углеводородного газа к однофазному транспорту // 2497571

Изобретение может быть использовано в газовой промышленности для подготовки углеводородного газа к однофазному транспорту. Способ включает очистку углеводородного газа от тяжелых компонентов путем абсорбции абсорбентом. Углеводородный газ подают в среднюю часть абсорбционной колонны, а абсорбент - наверх колонны и осуществляют нагрев нижней части и охлаждение верхней части абсорбционной колонны по всей высоте ее массообменных секций. Абсорбцию проводят при давлении 2,5-3,8 МПа абс. и при температуре верха колонны 5-25°С и температуре низа колонны 55-105°С. Изобретение позволяет повысить выход подготовленного газа, снизить кратность циркуляции абсорбента в 4 раза и снизить энергозатраты и металлоемкость оборудования. 1 ил.

Способ выделения метана из газовых смесей // 2500661

Изобретение относится к способу выделения метана из газовых смесей путем контактирования смеси с водным раствором циклического простого эфира концентрацией не выше 20% мол. при температуре не выше 20°C и давлении до 3,0 МПа с получением конденсированной фазы, содержащей смешанные гидраты метана и циклического простого эфира, и газовой фазы, отделения газовой фазы, извлечения из конденсированной фазы метана с последующей рециркуляцией водного раствора циклического простого эфира на выделение. Предлагаемый способ позволяет эффективно выделять метан из газовых смесей эффективным образом за счет упрощения технологии процесса, в частности снижения давления разделения. 1 з.п. ф-лы, 8 табл., 8 пр., 1 ил.

Очистка потока газа // 2501593

По меньшей мере, одну газообразную примесь, например силан, удаляют путем абсорбции из поступающего потока газа, например потока газа, содержащего азот и водород, каковая газообразная примесь обладает меньшей летучестью, чем поступающий поток газа. Абсорбирование проводят переохлажденным жидким абсорбентом при первой криогенной температуре и первом давлении. Типичным абсорбентом является пропан. Абсорбирование может быть осуществлено в колонне (130) газожидкостного контакта. Абсорбент, содержащий примесь, может быть регенерирован в регенерационном резервуаре 150 и возвращен в колонну (130). 12 з.п. ф-лы, 3 ил.

Способ очистки газов // 2505341

Изобретение относится к способам для проведения тепло-массобменных процессов для системы газ-жидкость, в том числе для кондиционирования воздуха и его осушки, очистки газов от примесей других газов, паров жидкости и дисперсных твердых частиц, и может быть использовано в системах кондиционирования воздуха, санитарной очистки газовых выбросов, для подготовки природных или попутных нефтяных газов перед их использованием или транспортом. Способ очистки газов включает охлаждение газового потока, образование конденсата, выделение его с абсорбированными газовыми и механическими примесями. В качестве холодного теплоносителя, непосредственно контактирующего с газовым потоком, используется ранее образованный конденсат из очищаемого газового потока, охлажденный до температуры ниже точки росы газового потока. Перед взаимодействием разделяемого газа и охлажденного конденсата вводят часть ранее полученного конденсата без его охлаждения с целью насыщения паром газовой фазы и последующего увеличения количества конденсата на жидких или твердых частицах для повышения эффективности их сепарации. Очистку газа проводят в несколько этапов с целью выделения на каждом этапе отдельного компонента или групп компонентов газовой фазы. Технический результат: разработка простого, эффективного и надежного способа очистки газов от газовых, жидких и твердых примесей, снижение материалоемкости оборудования и эксплуатационных затрат. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 2 ил.

Способ очистки газов от сероводорода // 2505344

Изобретение может быть использовано в нефтяной, газовой, газоперерабатывающей, нефтеперерабатывающей, нефтехимической отраслях промышленности и относится к способам жидкофазной окислительной конверсии сероводорода, содержащегося в газах, с получением элементарной серы. Способ включает подачу очищаемых от сероводорода газов в зону абсорбции при встречном движении их с абсорбентом, а воздуха - в зону регенерации в количестве, обеспечивающем отношение парциальных объемов кислорода воздуха и сероводорода в газах в диапазоне 0,5÷25:1, отбор очищенных газов из верхней части зоны абсорбции, а серы - из нижней зоны регенерации, отличающийся тем, что вместе с очищаемыми газами в зону абсорбции подают воздух в количестве, обеспечивающем соотношение парциальных объемов кислорода воздуха к сероводороду газов 0,05÷0,75:1, причем суммарный объем подаваемого воздуха в зоны абсорбции и регенерации обеспечивает соотношение парциальных объемов кислорода воздуха к сероводороду, не превышающее первоначальное. Предлагаемый способ позволяет увеличить эффективность очистки газов от сероводорода (не менее 99,99%) за счет интенсификации процесса окисления сероводорода до элементарной серы благодаря частичному проведению регенерации абсорбента в зоне абсорбции и, как следствие, снизить материальные затраты на реализацию способа. 3 табл., 2 ил.