Способ разделени природного газа

 

1. СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ ПРИРОДНОГО ГАЗА, включающий абсорбцию примесей сероводорода и углекислого газа, выделение пропана, бутана и тяжелых углеводородов, отличающийся тем, что, с целью удешевления процесса за счет снижения энергозатрат и метадлоемкости, газ перед абсорбцией охлаждают до температуры конденсации бутана и тяжелых углеводородов с последующим их отделением, абсорбцию ведут в две ступени, a вьиеление пропана осуществляют между ступенями абсорбции. 2.Способ по п. 1, о т л и ч аю щ и и с я тем, что абсорбцию сероводорода и двуокиси углерода осуществляют селективными физическими абсорбентами. 3.Способ по п. 1и2, отличающийся тем, что температуру § конденсации бутана и тяжелых углево (Л дородов, поддерживают в пределах минус 20 минус .

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

NUN

РЕСПУБЛИК,SU„„999221

Зсу В 01 D 53/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДДЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Ю а-» в Р »; " -1" v

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ . ":,:

К ABTOPGHOIVIY СВЩ ЕТЕЛЬСТВУ г. (21) 2952901/23-26 (22) 07.08.80 (46) 07,08.84. Бюл. № - 29 .(72) Б.Г. Берго, А.И. Гриценко, А.В. Фролов, Шольц Валтер (ФРГ), Ранке Герхард (ФРГ), Бекер Ганс (ФРГ) (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт природных газов и Акционерное общество Линде (ФРГ) (53) 66.074.3(088.8) (56) 1. Патент США № 3362133, кл. В 01 D 53/00, опублик. 1968.

2. Патент США № 4070165, кл. 55-30, опублик. !978 (прототип). (54)(57) 1. СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ ПРИРОДНОГО ГАЗА, включающий абсорбцию примесей сероводорода и углекислого газа, выделение пропана, бутана и тяжелых углеводородов, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью удешевления процесса за счет снижения знергозатрат и металлоемкости, газ перед абсорбцией охлаждают до температуры конденсации бутана и тяжелых углеводородов с последующим их отделением, абсорбцию ведут в две ступени, а выделение пропана осущест. вляют между ступенями абсорбции.

2. Способ по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что абсорбцию сероводорода и двуокиси углерода осуществляют селективными физическими абсорбентами.

3. Способ по и. 1 и 2, о т л ич а ю шийся тем, что температуру Е конденсации бутана и тяжелых углеводородов,поддерживают в пределах минус 20 минус 30 С.

С:

I 9992

Изобретение относится к области переработки природного газа, содержащего значительное количество кислых компонентов и может быть исполь-, зовано для получения сероводорода, двуокиси углерода и углеводородных фракций..

Известен способ выделения серово-. дорода и углекислоты из газа, соглас. но которому исходный газ при давлении выше атмосферного контактирует в две стадии с физическим абсорбентом, в состав которого входит смесь дйметиловых эфиров полиэтиленгликолей. На первой стадии поглощается преимущественно сероводород, а на второй - углекислота C1g.

Недостатком этого способа является невозможность раздельного получения в чистом виде фракции кислых компонентов и углеводородов С вследст- вие заметной растворимости в указан) ном збсорбенте как углеводородов С так и Н,Б и СО,.

Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ разделения природного газа, включающий подачу газа под давлением 56 ати на стадию абсорбции приме30 сей сероводорода и углекислого газа, после этого газ направляют на стадию первичной осушки, а затем на выделение пропана, бутана и тяжелых углеводородов и последующую доосушку 521, Основным недостатком указанного способа является высокая стоимость процесса за счет наличия нескольких технологических линий и больших энергозатрат. Так общие капитальные затраты по процессу составляют

227 млн.руб., а эксплуатационные

3t 99 млн.руб. в год.

Целью изобретения является удешевление процесса за счет снижения энергозатрат и металлоемкости.

Поставленная цель достигается при реализации способа разделения природного газа, включающего абсорбцию примесей сероводорода и углекислого газа, выделение пропана, бутана и тяжелых углеводородов, в котором газ перед. абсорбцией охлаждают до температуры конденсации бутана и тяжелых углеводородов с последующим

Их отделением, абсорбцию ведут в две, ступени, а выделение пропана осуществляют между ступенями абсорбции.

Для экономии энергии в форме холода в соответствии с изобретением предусмотрено выделение более тяжелых углеводородов из сырого природного газа проводить в две стадии непосредственно перед двумя стадиями абсорбции, Пример. Сырой природный газ поступает в количестве 100 кмоль/ч под давлением 85 бар и при температуре 30 С.

Газ имеет следующий состав:

Ng 1, 98 кмоль/ч

СН„ 47 48 То же

С, Сь

С4

С 3, 08 — "HzS + сероорганика

Со

22,50 -"21,55

21, 2

При этом абсорбцию сероводорода и двуокиси глерода осуществляют селективными физическими абсорбентами.

Также температуру конденсации бутана и тяжелых углеводородов поддерживают в пределах минус 20 минус 30 С.

Данный способ позволяет снизить стоимость процесса с сохранением качественных характеристик конечного природного газа на прежнем уровне.

Так общие капитальные затраты снижены с 227 до 170 млн.руб., а эксплуатационные затраты.с 31,99 до

22,,05 млн.руб./год, т.е. на 307 при производительности 6 млрд м год.

В основу изобретения, положено то, что углеводороды С из-за зна ф чительной растворимости в физических абсорбентах мешают процессу абсорбции кислых компонентов, так как при регенерации абсорбенты отгоняются вместе с кислыми газами, после чего затруднительно разделить их, так как точки кипения кислых газов и пропана относительно близки. Важно и то, что удаление кислых компонентов газа едиными растворителями в одну стадию, а также едиными растворителями в следующих друг за другом стадиях неблагоприятно, так как эти способы требуют весьма сложной регенерации.

Поэтому предлагается абсорбцию

H>S и СО из газа проводить в две стадии различными абсорбентами и кроме того, перед каждой стадией абсорбции проводить целевое выделение тяжелых углеводородов, В

221 4

999

Составитель

Редактор П. Горькова Техред Т,Фанта

Корректор В. Гирняк

Заказ 6977/1 Тираж 682

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

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

Так как сырой гаэ содержит жид:ость, последняя отделяется прежде лсего в сепараторе. В гаэ, выделя:лцийся из сепаратора, вводят

О, 1 кмоль/ч метанола. Затем смесь охлаждают до. -20 С в теплообменницах. Образовавшийся здесь конденсат собирается .в сепараторе, где он разделяется на конденсат и газ. Газ из сепаратора расширяется в турбине, производя работу, до давления

60 6ар. Происходящее при этом охлаждение газовой смеси приводит к дальйейшей конденсации, причем конденсат собирается в сепараторе. В описанной группе сепараторов вся вода, углеводороды О"" и небольшое количество пропана, а также кислых компонентов отделяются от природного газа. Эту смесь направляют на уста- 1 новку, где в сепараторах происходит отделение воднометанольной фазы от углеводородной фазы и последние разделяют противопоточной конденсацией нли ректификацией. Воду и метанол отводят и также направляют на разделение. Полученные после разделения тяжелые углеводороды поступают иа потребление, а более легкие углеводороды (до С ) направляются в абсорбционную колонну, куда одновре менно поступают газы иэ сепараторов.

Легкие углеводороды имеют температуру

22 С, а температура потока 25 С. В ко лонне их орошают абсорбентом в количестве 2,2 т/ч для поглощения серово- 5 дорода, например диметилизопропиловым эфиром этиленгликоля. Абсорбент вводят при температуре -10 С. Абсор бент почти полностью поглощают серово40 дород из газа.

Насыщенный абсорбент выводится иэ колонны, расширяется в жидкостной турбине до давления 30 бар и возвращается в колонну, Десорбированные в результате расширения газы в количест45 ве 0,25 т/ч снова промывают растворителем, выбранным из группы селективных растворителей, при этом небольшое количество десорбировавшегося сероводорода снова переходит в фазу абсорбента, в то время как легкие углеводороды в количестве 3,03 кмоль/ч, в которых сероводород отсутствует, покидают колонну, Насыщенный абсорбент, выбранный иэ группы селективных, выходит с температурой 27 С .и подается на установку регенерации. Эта установка работает при относительно низком давлении, например 2 бара, и отрегенерированный абсорбент возвращают на стадию промывки.

Очищенный от сероводорода газ выводят и подают в абсорбционную колонну. Колонна работает под давлением

59 бар. В нее вводят в количестве

0,93 т(ч абсорбент, состоящий в основном из углеводородов С -С„„ при температуре -35 C. Это требуется для достижения температуры на верху колонны порядка -20 С. С помощью этого абсорбента отмывают остаточный пропп и соединения серы, например сероокись углерода, так как она могла бы привести в негодность абсорбент последующей отмывки СО . На последующей стадии осуществляют очистку разовой смеси от двуокиси углерода промывкой метанолом, подаваемым в количест. ве 3 т/ч с температурой -50 С с последующей регенерацией насыщенного метанола расширением его с давления

58 до давления 30 бар. После чего природный газ направляется на потребление.

Применение предлагаемого способа для разделения природного газа позволяет сократить капитальные затраты на 30-40Х и энергетические затраты на 30000 квт в расчете на переработку 6 млрд м газа в год по сравнению с широко применяемым в настоящее время аминовым способом.