Способ абсорбции углеводородныхгазов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВ ЕТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено ÎÜ0275 (21) 2102537/23-26

Союз Сеаетских

Социалистических Республик

< 831155 (51)М. Кл.

В 01 0 53/14 с присоединением заявки Йо

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 230531. Бюллетень ЙЯ 1g (53) УДК 88.071. .7(088.8) Дата опубликования описания 230581 (72) Авторы изобретения

В. В. Лозин и A. A. Кузнецов (71) Заявитель (54) СПОСОБ АБСОРБЦИИ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ГАЗОВ

Изобретение относится к способам абсорбции углеводородных газов, преимущественно нефтяных попутных газов и вторичных нефтезаводских газов, и может найти применение в нефтяной, . газовой, нефтеперерабатывающей, гаэоперерабатывающей и нефтехимической отраслях промышленности.

Известен способ абсорбции . углеводородных газов путем предварительного насыщения абсорбента легкими углеводородами (1).

Недостатком этого способа являет-. ся то, что он эффективен только при абсорбции бедных сухих газов с низкими концентрациями целевых углеводородов пропана и бутанов.

Известен способ абсорбции углеводородных газов путем предвари- . тельного отбенэинивания сырого богатого целевыми углеводородами газа, заключающийся в том, что насыщенный абсорбент после абсорбции смешивается с сырым газом, поступающим на абсорбцию, и оба потока охлаждаются в одном холодильнике f2 (.

Недостатком известного способа является то, что в средней зоне аб- . сорбера процесс абсорбции идет значительно менее эффективно, чем в верх-Зо ней и нижней его частях в результате снижения движущей силы процесса, за счет десорбции тяжелых компонентов при повышении температуры в процесСе их абсорбции в нижней части аппарата. Кроме того, эвапорационное пространство в нижней части абсорбера, служащее для.отделения насыщенного абсорбента от образовавшегося продукта смешения, увеличивает высоту аппарата и энергетические затраты . на проведение процесса.

Известен также способ абсорбции углеводородных газов путем противоточного контактирования газовой смеси с жидким абсорбентом в многоступенчатом абсорбере с получением после каждой ступени насыщенного абсорбента и охлаждения абсорбента (3).

Недостатком укаэанного способа является то, что,несмотря на дополнительные энергетические затраты на охлаждение абсорбента, в абсорбере остаются тарелки по высоте аппарата, которые практически не участвуют в процессе массообмена между абсорбентом и газов в результате снижения движущей силы процесса в средних зонах каждой секции абсорбера. Кроме

831155 того, промежуточные холодильники абсорбента работают малоэффективно.

Цель изобретения — интенсификация процесса.

Поставленная цель достигается тем, что насыщенный абсорбент подают на вышележащую ступень, При этом охлаждение абсорбента осуществляют между ступенями.

На . чертеже изображена схема абсорбера, реализующего предлагаемый способ.

Абсорбер состоит из корпуса 1 с тремя ступенями 2-4, разделенными между собой глухими тарелками 5 и б, и линии 7 ввода сырого газа, линии 8 подачи тощего абсорбента, насоса 9 для подачи абсорбента с низа ступени 2 на верхнюю тарелку ступени 3, холодильника 10, линии 11 подачи абсорбента в ступень 3, насоса 12 для подачи абсорбента с низа ступе- 20 ни 3 на верхнюю тарелку ступени 4, холодильника 13, линии 14 подачи абсорбента в ступень 4, линии 15 вывода насыщенного абсорбента и линии

16 вывода сухого газа. 25

Способ осуществляют следующим образом. . В корпус 1 под нижнюю тарелку ступени 2 по линии 7 подают сырой газ, а на верхнюю тарелку ступени 4 подают тощий абсорбент по линии 8.

С низа ступени 2 абсорбент, насыщенный в основном бутанами и пентанами, забирают насосом 9, прокачивают через холодильник 10, где охлаждают его на 10-20 С и подают по линии 11 на верхнюю тарелку ступени 3, где происходит в основном абсорбенция пропана из сырого газа охлажденным абсорбентом, насыщенным в ступени

2 бутанами и пентанами. С низа ступе- 40 ни 3 абсорбент, насыщенный уже бутанами, пентанами и пропаном, забирают насосом 12„ прокачинают через холодильник 13, где охлаждают его еще на

10-20ОC и подают на линии 14 на верх. нюю тарелку ступени 4, где происходи1 абсорбция этана из сырого газа переохлажденным абсорбентом, насыщен-. ным в ступенях 2 и 3 бутанами, пентаиами и пропаном. Сырой гаэ в ниж- о ней ступени 2 объединяется пентаиами и бутаиами и через глухую тарелку 5 поступает под нижнюю тарелку ступени

3, в которой он обьединяется пропаном1 и с верхней тарелки ступени 3, через глухую тарелку 6 поступает под нижнюю тарелку ступени 4, где объединяется в основном этаном, à с верха корпуса 1 выходит сухой газ, который по линии 16 направляют в магистральный газопровод (на чертеже не показан)щ

Насыщенный абсорбент с низа ступени 4 направляют по линии 15 на десорбцию.

Количество ступеней может быть от двух до пяти, н зависимости от высоты абсорбера и его назначения, смотря 5 для извлечения каких углеводородов он применяется. Предпочтительно для извлечения пропана и этана в качестве целевых углеводородов применять трехсекционные абсорберы, Таким образом, в результате многоступенчатой абсорбции достигается существенная интенсификация процесса за счет снижения средней температуры абсорбции, использования угленодородон сырого газа в смеси с тощим абсорбентом в качестве поглотителя более легких углеводородов из сырого газа, увеличения движущей силы процесса н средней части абсорбера, что в конечном -счете позволяет улучшить технико-экономические показатели работы абсорбционной установки при разделении многокомпонентных углеводородных газов.

Способ абсорбции углеводородных газов проверен путем математического моделирования процесса с помощью

ЭВМ "Минск-22"в сравнении с фактическими показателями работы промьашенного абсорбера, производительностью по газу 48000 нм /ч, оборудованного

30-ю тарелками с круглыми колпачкаМИ °

Пример. Расчеты проводят по исходным данным фактической работы промышленного,односекционного абсорбера, имеющего 30 рабочих тарелок, производительность по газу 48000 нм /ч, расход тощего. абсорбента 50 т/ч, средняя температура абсорбции (-3) С, о давление 40 кг/см, коэффициент извлечения пропана составляет 0,85.

На первом этапе расчетов устанавливают адекватность математической модели промЫшленному абсорберу, а на втором проводят расчет секционированного абсорбера по новому способу абсорбции углеводородных газон.

Расчеты показали, что а6сор6ер по предлагаемому способу абсорбции углеводородных газов имеет лучшие показатели по извлечению углеводородов из сырого газа по сравнению с промышленным абсорбером по известному способу.

Так, коэффициент извлечения этана н предлагаемом способе равен 0,39 против 0,16 в известном. Коэффициенты извлечения пропана, бутана и пентана также выше в предлагаемом способе и соответственно равны 0,99;

1,0 и 1,0 против 0,085; 0,93 и 0,98 н иэнестном способе.

Средняя температура абсорбции в предлагаемом способе равна. (-8) С, а. в известном (-3) С.. Соотношение абсорбент-газа на верхней тарелке выше в предлагаемом способе и составляет 1,35 л/и протин 1,17 л/м в

3 известном способе.

Наиболее рациональными параметрами процесса абсорбции углеводородных газов являются давление 20831155

Основные параметры абсорбции углеводородных газов по предлагаемому способу в сравнении с показателями работы известного абсорбера представ лены в таблице.

Абсорберы

Параметры

Количество рабочих. тарелок, шт всего в абсорбере

30 в первой секции

0 во второй секции

10

40

48

50

Соотношение абсорбент -газ íà верхней тарелке абсорбера, л/м

1,35

1,17

Температура, Сг о

-3 сырого газа тощего абсорбента

-5 средняя абсорбции

Коэффициенты извлечения доли от 1:

0,08

0,05 метана этана

0,39

0,16

0,99

0,85 пропана

1,00

0,93 бутана

1,00

0,98 пентана абсорбере с получением после каждой ступени насыщенного абсорбента и охлаждения абсорбента, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью интеноификации процесса, насыщенный абсорбент подают на виаележащую ступень.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю » шийся тем, что охлаждение абсорбента осуществляют между ступенями.

Источники информации, принятые во внимание ври экспертизе

1. Клименко А. П. Разделение природных углеврдородных газов. киев, j1964ю с.289-290.

70 кг/смй; средняя температура в первой секции 20-30 С, во второй секции 0-10 С, в третьей секции 1020 Су соотношение абсорбент-газ

0,9-1,4 л/м .

Число секций в абсорбере, шт в третьей секции 2

Давление в абсорбере, кг/см в

Расход сырого газа, тыс,: нм /ч

Расход тощего абсорбента, т/ч

Экономический эффект от внедрения предлагаемого способа абсорбции угле-. водородных газов применительно к современной установке низкотемпературной абсорбции природного газа мощностью 100 т с.т/год составляет более

250000 руб. н год.

Формула изобретения

1. Способ абсорбции углеводородных газов путем противоточного контактирования газовой смеси с жидким абсорбентом в многоступенчатом

Извест- Предлагаеный мый

831155

12 составитель А. Тарасов

Редактор О. Малец Техред С. Мигунова Корректор Г. Назарова:

Заказ 3403/41 Тираж 706 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

2. Туровский Е. Н. и др. Схемы и методм асчета процесса абсорбции.

Тематический научно-технический обзор,ВНИИЭгазпром,1969, с..5-6.

3. Скобло A. И. и др. Процессы и аппараты нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. М., Гостоптехиздат,1962,с.234 (прототип)