Способ разделения углеводородных смесей

 

1 оеооюв.е

4 I

566596

О П И С

Союз Советских

Социалистических

Республик

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 27.03.75 (21) 2116959/26 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.07.77. Бюллетень № 28

Дата опубликования описания 05.08.77. Кл. В 01D 3/00

В 01D 3/32

F 25J 3/02

Государственный комнте

Совета Министров СССР оо делам нзооретеннй н открытий

ДК 66.015.23 (088.8) (72) Авторы изобретения

Г. К. Зиберт и И. А. Александров

Центральное конструкторское бюро нефтеаппаратуры (71) Заявитель (54) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ УГЛЕВОДОРОДНЫХ СМЕСЕЙ

Изобретение относится к усовершенствованному методу обработки природного газа и конденсата, а также других жидких и газообразных углеводородов в процессах ректификации.

Известны способы разделения многокомпонентных жидких и газообразных смесей низкотемпературной ректификацией с получением нескольких целевых продуктов в сложных колоннах с паровыми и жидкостными рециркулирующими потоками при противоточном течении газа и жидкости с использованием одного испарителя и дефлегатора,(1).

Однако для этих способов характерными являются повышенные энергетические и капитальные затраты, вызванные неполным использованием в аппарате энергии подводимого тепла и холода для процессов разделения, и отсутствие процесса предварительного фракционирования тяжелых фракций и примесей из углеводородной смеси.

Цель изобретения — снизить энергетические и капитальные затраты на разделение.

Это достигается тем, что горячий поток нижнего продукта возвращают в нижнюю часть колонны для промежуточного испарения легких фракций углеводородной смеси бокового продукта, холодный поток верхнего продукта возвращают в верхнюю часть колонны для предварительного выделения тяжелых фракций и примесей из исходного потока углеводородной смеси, а жидкий поглотитель примесей подогревают с помощью парового рециркулирующего потока.

На чертеже изображена схема низкотемпе5 ратурной ректификации, Схема включает колонну 1, подогреватель

2, насос 3. В колонне 1 размещены конденсатор-холодильник 4, контактные тарелки 5 укрепляющей части колонны 1, тепломассооб10 менные тарелки 6 секции предварительного выделения тяжелых фракций и примесей, зона 7 фазного разделения жидкостей, в которой могут быть установлены коалесцирующие элементы 8; контактные тарелки 9 укрепляю15 щей секции бокового продукта, тепломассобменные тарелки 10 испарительной части бокового продукта, контактные тарелки 11 кубовой части колонны. Для предотвращения уноса жидкости с газом в верхней части ко20 лонны над конденсатором-холодильником 4 размещено сепарирующее устройство 12.

По предлагаемому способу смесь углеводородов подается в зону питания колонны 1, газ — под секцию предварительного выделе25 ния тяжелых фракций и примесей, а жидкость в виде конденсата и поглотителя примесей (влаги) поступает на эту секцию. При этом из газа, проходящего вверх через тепломассообменные тарелки 6, за счет утилизации

30 холода уходящего сухого газа конденсируют566596 ся и поглощаются стекающим конденсатом тяжелые углеводороды (С +). Одновременно на тарелках 6 происходит очистка (осушка) газа и конденсата за счет поглощения сконденсировавшейся влаги жидким поглотителем, Предварительно охладившийся газ, пройдя секцию тарелок б, дополнительно охлаждается на тарелках 5 при взаимодействии с холодным жидким продуктом, стекающим сверху вниз, где из него выделяются углеводороды, используемые для питания тарелок 6 и частично в виде верхнего жидкостного рециркулирующего потока для питания тарелок 9.

Несконденсированная фракция углеводородов, поднимаясь вверх, проходит конденсаторхолодильник 4, при помощи которого поддерживается минимальная температура в колонне за счет подаваемого хладагента. В конденсаторе-холодильнике часть углеводородов конденсируется и стекает на тарелки 5 в виде холодного орошения. Сухой газ, выйдя из конденсатора-холодильника 4, освобождается от капельной жидкости в сепарирующем устройстве 12 и подается для утилизации холода в трубчатые змеевики тепломассообменных тарелок 6. Пройдя трубчатые тарелки б, сухой газ поступает к потребителю.

Жидкость, стекающая из секции тарелок 6, проходит коалесцирующие элементы 8, где мелкие частицы жидкого поглотителя влаги коалесцируются и за счет большего удельно,го веса собираются в нижней части фазного разделителя 7 жидкости и затем отбираются на регенерацию, а жидкие углеводороды в виде нижнего жидкостного рециркулирующего потока подаются на секцию тарелок 11 для разделения.

В фазном разделителе 7 паровыми потоками рециркуляции, поднимающимися из секций тарелок 9 и 11, поддерживается оптимальная плюсовая температура.

На контактных тарелках 11 происходит отделение легких фракций, которые подаются под секцию тарелок 10, а частично в виде нижнего парового рециркулирующего потока — под секцию тарелок 6.

Пары, поднимающиеся из секции тарелок

10, конденсируются холодной жидкостью в секции тарелок 9. Сконденсировавшаяся жидкость частично отбирается в виде бокового продукта (С ., С4), а несконденсировавшиеся пары после утилизации тепла в зоне фазного разделения отбираются и подаются в виде верхнего парового рециркулирующего потока под секцию тарелок 5.

Тяжелые жидкие углеводороды, стекающие из секции тарелок 11, насосом 3 подаются в подогреватель 2, откуда в виде парожидкостной смеси направляются в кубовую часть колонны. В кубовой части пары поднимаются вверх в секцию тарелок 11, а жидкость поступает в трубчатые змеевики тепломассообменных тарелок 10, для утилизации тепла, после чего отбирается в виде готового продукта.

Пример

Среда

Углеводороды газообразные и жидкие С вЂ” С„

10 Давление процесса, ата 16 — 20

Температура, С:

Газа, конденсата 35 — 40

Верхнего продукта 35

Бокового продукта 40

15 Нижнего продукта 45 — 50

Холодного орошения минус 10

Кубовой части 145

Насыщенного диэтиленгликоля 20 — 30

20 Продукты:

Верхний — сухой газ Ci, С

Боковой — сжиженный газ Сз, С4

Нижний — стабильный конденсат С +

25 Жидкий поглотитель примесей (влаги) — диэтиленгликоль,, /О 90 — 95

Предлагаемый способ разделения углеводородных смесей позволяет снизить энергети30 ческие и капитальные затраты и осуществить процесс осушки и разделения углеводородов в одной колонне.

35 Формула изобретения

Способ разделения углеводородных смесей, преимущественно природного газа и конденсата, низкотемпературной ректификацией в

40 колонне с паровыми и жидкостными рециркулирующими потоками при противоточном течении газа и жидкости с получением бокового, нижнего горячего и верхнего холодного продуктов, с использованием жидкого погло45 тителя примесей, отличающийся тем, что, с целью снижения энергетических и капитальных затрат, горячий поток нижнего продукта возвращают в нижнюю часть колонны для промежуточного испарения легких фрак50 ций углеводордной смеси бокового продукта, холодный поток верхнего продукта возвращают в верхнюю часть колонны для предварительного выделения тяжелых фракций и примесей из потока углеводородной смеси, а

55 жидкий поглотитель примесей подогревают с помощью парового рециркулирующего потока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент США № 3058893, кл. 202 †, 60 1971.

566596

РЛЬ

Составитель А. Сандор

Корректор Л. Котова

Редактор М. Дмитриева

Заказ 1670/15 Изд. № 629 Тираж 947 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2