Способ разделения углеводородных газовых смесей

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

СоюЪ Советских

Социалистических

Республик

<,975041 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 07. 07. 80 (21) 2953489/23-26 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано23.11.82.Бюллетень ¹ 43

Дата опубликования описания 231182 (51)М Кп з

В 01 D 53/14

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (531 УДК 66 ° 074. .3(088.8) »»

A.Ì. Цыбулевский, М.A. Берлйн, В.Ф. Потапов и И.Й. Степанов су (72) Авторы, изобретения

Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт по переработке газа (74 ) Заявитель (54) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ УГЛЕВОДОРОДНЫХ

ГАЗОВЫХ СМЕСЕЙ

Изобретение относится к методам разделения газовых смесей с содержанием углекислого газа более 60% и может быть использовано в газовой нефтяной, химической и нефтехимической промышленности.

Известен способ разделения двуокиси углерода путем промывки газовой смеси водными растворами поташа или солей щелочных металлов с добавкой активаторов, причем поглощение двуокиси углерода ведут в зоне абсорбции и выделяют в зоне регенерации 1).

Однако поташный способ не обеспечивает достаточную степень очистки газовой смеси от двуокиси углерода и применяется при ее содержании до 50%.

Наиболее близким к изобретению

ino технической сущности и достигае мому результату является способ разделения углеводородных газовых смесей, содержащих двуокись углерода 10-50%), абсорбции органическим растворителем, в качестве которого используют водный раствор этаноламина, причем процесс промывки ведут при 20-100оС и давлении 0,1-4,0 МПа, а регенерацию прн 110-150оС и давлении 0,1-0,3 МПa t, 2) .

Недостатком этого способа является низкая эффективность процесса разделения при содержании двуокиси углерода более 60 вес.%. Так, сте- йень разделения в одну ступень достигает лишь 25%.

Целью изобретения является обеспечение возможности эффективности разделения газовой смеси при содержании двуокиси углерода более 60%.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу разделения, углеводородных газовый смесей, содержащих двуокись углерода, путем абсорб15 ции органическим растворителем, в качестве абсорбента используют органосилоксановые жидкости при удельном их расходе 0,1 — 3,0 л/м разделяемой газовой смеси.

Йри этом в качестве органосилоксановых жидкостей используют трифторпропилметилсилоксан, полиэтилсилоксан или полиметилсилоксан.

Данный способ позволяет повысить степень разделения газовой смеси при наличии в ней до 60% двуокиси углерода с 25 до 93-100% относительно двуокиси углерода.

Соотношение количества вводимого абсорбента и разделяемой газовой сме30

440-470

40 сн

Я 0 сн

СН

Q С-61-О

Дозу абсорбента в количестве

15-25 мл помещают в предварительно вакуумированную емкость, снабженную 50 мешалкой, и вводят дозу растворимо.го газа, находящегося под давлением

3,0 — 5,0 МПа. Газ с абсорбентом перемешивают до установления остояного давления р 0,,7 МПа. О степени створимости углеводородов в абсорбейте судят по величине падения давления в сосуде и результатам хроматографического анализа газа, полученного в сосуде. Подобным образом опыт 0 проводят при давлениях 1,0; 2,0;

3,0; 4,0; 5,0 и 5,8 NIIa.

Данные опыта приведены в табл. 1.

Пример 2. Разделение газовой смеси того же состава, что и в

3 97504 си (0,1-3 л/м ) зависит от содержания С02, необходимой степени извлечения углекислоты, требуемой регламен том чистоты разделения, конструкции и режима работы массообменного абсорбиционного аппарата. При ниэ- 5 ких степенях извлечения (5-40%) количество подаваемого абсорбента минимально (0,1-0,5 л/иЭ разделяемого газа), при глубокой очиСтке газовой смеси, богатой СО (80% и более), необходимо применение более высокой циркуляции абсорбента (2,2 л/м разделяемого газа) .

Пример 1. Разделение газовой смеси состава, мол.Ъ:метан 5,0; углекислый газ 90,9; этан 3,30; пропан 0,8, проводят на статической 3 установке, в сосуде емкостью348,8 см при 20 С и давлении 0,5 МПа. В качестве абсорбента используют трифторпропилметилсилоксан (ТФПМС).

ТФПМС является стойким соединением, не агрессивен, абсолютно не корродирует оборудование, обладает следующими физико-химическими характеристиками:

Удельный вес, г/см > 1,2-1,26

Вязкость при 25оС сСт 50-300

Температура

С

Температура замерзания, С о

53-57

Химическая формула абсорбента примере 1, при 20 и давлениях 0,5;

3,0 и 6,0 МПа аналогичным образом проводят с применением в качестве абсорбента полиэтилсилоксановой жидкости (ПЭСЖ). ПЭСЖ является также стойким, не агрессивным соединением и обладает следующими физико-химическими характеристиками: удельный вес, г/см 0,96-0,98

Вязкость при 20 С, сСт

Температура измерения, С д

Молекулярный вес 686

Химическая формула абсорбента

42-48 к к-51-О-(б -о) у-5 j

1 1 к к

Применение предлагаемого способа в связи с уменьшением объемов извлекаемых компонентов и используемого циркулирующего абсорбента в несколько раз приводит к значительному сокращению капитальных затрат по узлам абсорбции и дееорбции, насосному и теплообменному оборудованию, а также эксплуатационных расходов на .циркуляцию абсорбента и на его регенерацию.

Предлагаемый способ намного экономичнее известного, позволяет достичь экономического эффекта 1,75 млн. руб. в год на установке мощностью

1 млрд. мъ перерабатываемого газа.

Кроме того, изобретение позволяет сократить в два раза капитальные затраты на регенерацию углекислого газа, заканчиваемого в пласт и, таким Образом, способствует развитию этого перспективного метода добычи нефти.

При этом существенно сокращаются эксплуатационные затраты за счет меньшения объема (в 5-6 раз) цирулирующего абсорбента.

I где R — углеводородные радикалы CH или С2 Н (для ПЭСЖ вЂ” радикал С Н ).

Результаты опыта приведены в табл. 2.

Иэ данных, представленных в табл.1 и 2, видно, что ТФПМС и ПЭСЖ-2 обладают наибольшей поглотительной способностью по отношению к пропану и этану и наименьшей к СОл и метану, причем с увеличением давления растворимость пропана и этана увеличивается в большей степени, что позволяет селективно поглощать в зоне абсорбции и выделять в зоне регенерации углеводороды С +э.

: 975041

Т а б л и ц а 11 г

Пропан

Метан

Этан

Углекислый газ

Температура, OС

Давление, МПа

86,3

10,0

7,0

1,8

0,5

18,0

220,0

12,0

2,5

0,7

32,0

Полная растворимость

20,0

3,0

1,0

87,0

50,0

92,0

155,0

7,5

2i0

165,0

12,0

3,0

4,0

15,0

Полная растворимость

260

21,2

5,0

20

5,8

Таблица2

Пропан

Температура, Метан Углекислый Этан

ФС гаэ

Давление, МПа

22,2

1,8

86,3

20

0,5

14,0

95,6 Полная растворимость

3,0

380

26,0

6,0

Полная растворимость

Формула изобретения

Составитель Е. Корниенко

Техред,М.Гергель . Корректор Г. Orap

Реда к тор M . Н икол айчум

Заказ 8868/5 Тираж 734 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

1. Способ разделения углеводородных газовых смесей, содержащих двуокись углерода, путем абсорбции орга ническим растворителем, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью обеспечения возможности проведения эффективного разделения при содержании двуокиси углерода более 60%, в качестве абсорбента используют органосилоксановые жидкости при удельном их расходе 0,1-3,0 л/м разделяемой газовой смеси.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве органосилоксановых жидкостей используют

45 трифторпропилметилсилоксан, полиэтилсилоксан или полиметилсилоксан. г

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Ct8A Р 3637345, кл. В 01 D 53/16, опублик. 1978.

2. Патент СССР 9 402180, кл. В 01 D 53/14, опублик. 1971 (проя тотип)