УСТАНОВКА ОЧИСТКИ СЖИЖЕННЫХ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ГАЗОВ ОТ МЕТАНОЛА Российский патент 1998 года по МПК F25J3/00 B01D53/26 

Изобретение относится к технике очистки сжиженных углеводородных газов от метанола и может быть использовано в схемах подготовки газа к дальнему транспорту.

Известна установка адсорбционной очистки газа, содержащая соединенные трубопроводами адсорберы, находящиеся попеременно на стадиях адсорбции, регенерации и охлаждения, теплообменники, подогреватель и сепаратор (см. Берлин М. А. и др."Переработка нефтяных и природных газов", М., Химия, 1981 г., с.132-133). В качестве адсорбента в данной установке используют синтетические цеолиты NaA.

Общими признаками известной и предлагаемой установок являются
адсорберы;
теплообменники;
подогреватель;
сепаратор;
трубопроводы.

Недостатками данной установки являются узкий диапазон функциональных возможностей и недостаточно высокое качество получаемой продукции.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемой является установка сбора и подготовки газа на Мессояхском газовом промысле (см. "Промысловая подготовка и обработка природного газа в условиях Мессояхского и Южно-Соленинского месторождений". Научно-технический обзор. Серия "Переработка газа и газового конденсата". - М., 1976, с.32-38).

Сущность технологической схемы данной установки заключается в том, что сырьевой газ поступает в газосепаратор-фильтр для освобождения газа от капельной жидкости, затем газ подают в адсорберы, причем в двух адсорберах происходит процесс адсорбции паров воды и метанола, содержащихся в газе, в третьем - процесс десорбции, в четвертом - процесс охлаждения. Для десорбции используется сырьевой газ, часть которого после сепараторов поступает в трубчатую печь, а затем в адсорбер для регенерации адсорбента. Продукты регенерации (пары воды и метанола), пройдя через циклонный сепаратор, поступают в теплообменники для охлаждения, а затем в сепаратор, где происходит отделение жидкости от газа. Газ с верха сепаратора поступает на адсорбцию, а отделенные в сепараторах водные растворы метанола поступают в резервуары. Адсорбентом для осушки, отбензинивания газа и улавливания паров метанола является цеолит NaX.

Общими признаками известной и предлагаемой установок являются
адсорберы для осушки и очистки газов с размещенными в них синтетическими цеолитами;
теплообменники;
сепаратор;
печь;
наличие трубопроводов и запорно-регулирующей арматуры.

Недостаточная эффективность работы известной установки и невысокое качество получаемой на ней продукции обусловлены следующими факторами:
неполным извлечением метанола из газовой фазы, всего 20-25% от исходного количества;
увеличенной нагрузкой на печь ввиду отсутствия рекуперативного теплообменника;
невозможностью обеспечения глубокой осушки и очистки, т.к. регенерация ведется частью сырого газа, содержащего метанол, тяжелые углеводороды и воду;
невысокой степенью очистки газа от механических примесей ввиду использования в схеме циклонных сепараторов.

Задача предлагаемого изобретения заключается в создании экологически совершенной установки очистки сжиженных углеводородных газов от метанола, благодаря которой можно расширить ассортимент получаемой продукции, а также получать продукцию высокого качества с низким содержанием метанола (до 10 ppm, т.е. 0,001 мас.%).

Поставленная задача достигается тем, что установка, содержащая адсорберы, теплообменники, сепаратор и печь, соединенные между собой трубопроводными линиями и снабженные запорно-регулирующей арматурой, дополнительно снабжена узлом предварительной очистки газов от метанола, содержащим устройство для экстракции с патрубками подачи исходного сырья и воды, соединенное с разделителем, снабженным патрубками выхода водометанольной смеси и сжиженных углеводородных газов, при этом выход сжиженных углеводородных газов соединен с адсорберами.

Кроме того, установка снабжена промежуточной емкостью, патрубок входа которой соединен с линией подачи подпиточной воды, а патрубок выхода посредством насоса соединен с патрубком подачи воды в устройство для экстракции.

Кроме того, установка снабжена узлом регенерации метанола, содержащим массообменный аппарат, патрубок входа газовой фазы в который соединен посредством теплообменника с выходом газа регенерации из адсорбера, а патрубок входа водометанольной смеси соединен с патрубком ее выхода из разделителя. При этом патрубок выхода газовой фазы из массообменного аппарата через теплообменник соединен с сепаратором, а патрубок выхода жидкой фазы соединен через теплообменник с патрубком входа жидкой фазы в промежуточную емкость.

Кроме того, установка снабжена фильтрами, установленными на линиях выхода из адсорберов газа регенерации, газа охлаждения и сжиженных углеводородных газов.

Отличия предлагаемой установки от наиболее близкой заключаются
в снабжении установки узлом предварительной очистки газов от метанола;
в выполнении узла предварительной очистки газа от метанола в виде устройства для экстракции с патрубками подачи исходного сырья и воды и соединенного с ним разделителя;
в соединении выхода сжиженных углеводородных газов из разделителя с адсорберами;
в дополнительном снабжении установки промежуточной емкостью, соединенной с линией подачи воды и с устройством для экстракции;
в дополнительном снабжении установки узлом регенерации метанола, выполненным в виде массообменного аппарата, теплообменника и сепаратора ;
в соединении массообменного аппарата входами с адсорберами и разделителем, а выходами с сепаратором и промежуточной емкостью.

Снабжение установки узлом предварительной очистки газов от метанола, содержащим устройство для экстракции, соединенное с разделителем, позволяет добиться высокой степени извлечения метанола из сжиженного углеводородного газа путей экстракции его водой, а также высокой эффективности разделения полученной смеси на сжиженный углеводородный газ до остаточного содержания в нем метанола 700-1000 ppm и водометанольную смесь.

Соединение выхода сжиженных углеводородных газов из разделителя с адсорберами, заполненными синтетическими цеолитами и работающими попеременно, позволяет достичь глубокой осушки и тонкой очистки сжиженного углеводородного газа до содержания в нем метанола 10 ppm.

Снабжение установки промежуточной емкостью, соединенной с линией подачи подпиточной воды и с патрубком подачи воды в устройство для экстракции, позволяет улучшить процесс экстракции за счет циркуляции воды в аппаратах.

Снабжение установки соединенным с адсорберами узлом регенерации метанола, содержащим массообменный аппарат, теплообменник и сепаратор, позволяет использовать для отдувки горячий газ, что уменьшает потери метанола с газом регенерации и снижает энергозатраты за счет рекуперации тепла.

Установка фильтров на линиях выхода из адсорберов газа регенерации, газа охлаждения и сжиженного углеводородного газа необходима для очистки соответствующих газов от механических примесей и цеолитной пыли.

Установка очистки сжиженных углеводородных газов от метанола представлена на чертеже.

Предлагаемая установка содержит узел предварительной очистки газа от метанола, включающий устройство для экстракции 1 с патрубком 2 подачи исходного сырья и патрубком 3 подачи воды. Выход смеси из устройства для экстракции 1 соединен с входом в разделитель 4, снабженный патрубком 5 выхода водометанольной смеси и патрубком 6 выхода сжиженных углеводородных газов. Патрубок 6 соединен с входом в один из адсорберов 7, 8, 9, заполненных синтетическими цеолитами. Адсорберы работают таким образом, что на стадии адсорбции, регенерации и охлаждения находится по одному аппарату. На линии выхода сжиженных углеводородных газов из адсорберов 7, 8, 9 установлено фильтрующее устройство 10.

С целью улучшения процесса экстракции установка может быть снабжена промежуточной емкостью 11, патрубок 12 входа в которую соединен с линией подачи подпиточной воды, а патрубок 13 выхода из которой соединен посредством насоса 14 с патрубком 3 устройства для экстракции 1.

С целью уменьшения потерь метанола с газом регенерации установка может быть снабжена узлом регенерации метанола, содержащим массообменный аппарат 15, патрубок 16 входа газовой фазы которого через теплообменник 17 и фильтрующее устройство 18 соединен с выходом газа регенерации из адсорберов 7, 8, 9. Патрубок 19 входа водометанольной смеси в массообменный аппарата 15 через теплообменник 20 соединен с патрубком 5 выхода водометанольной смеси из разделителя 4. Патрубок 21 выхода газовой фазы из массообменного аппарата 15 через теплообменник 22 соединен с сепаратором 23, а патрубок 24 выхода жидкой фазы из массообменного аппарата 15 через теплообменник 20 соединен с патрубком 12 входа в промежуточную емкость 11. На линии выхода газа охлаждения из адсорберов 7, 8, 9 установлено фильтрующее устройство 25, соединенное через теплообменник 17 с печью 26, выход газа из которой соединен с входом в адсорберы 7, 8, 9.

Установка очистки сжиженных углеводородных газов работает следующим образом. Сжиженный углеводородный газ через патрубок 2 и растворитель (вода) через патрубок 3 подают в устройство для экстракции 1. В процессе контакта вода экстрагирует из сжиженного газа метанол. Образованная смесь поступает в разделитель 4, где с высокой степенью эффективности происходит разделение смеси на сжиженный углеводородный газ и водометанольную смесь, которая отводится из разделителя 4 через патрубок 5. Сжиженный углеводородный газ с остаточным содержанием метанола 700-1000 ppm поступает в один из адсорберов 7, 8, 9, где осуществляется осушка и тонкая очистка сжиженного газа от метанола. Осушенный и очищенный от метанола до 10 ppm сжиженный углеводородный газ из адсорбера, находящегося на стадии адсорбции, 7, 8 или 9 направляется на фильтрующее устройство 10, где очищается от цеолитной пыли, и далее направляется потребителю.

Регенерация и охлаждение цеолитов осуществляются отбензиненным газом или техническим азотом. Отбензиненный газ подают в один из адсорберов 7, 8, 9, находящийся в стадии охлаждения. Пройдя слой цеолита, фильтрующее устройство 25, рекуперативный теплообменник 17, отбензиненный газ поступает в печь 26 для нагрева, а далее в один из адсорберов 7, 8 ,9, находящийся в стадии регенерации. Отработанный горячий газ регенерации, содержащий пары воды и метанола, проходит фильтрующее устройство 18 и рекуперативный теплообменник 17 и поступает через патрубок 16 в массообменный аппарат 15. Водометанольная смесь, выходящая из разделителя 4 через патрубок 5, поступает в теплообменник 20, из которого через патрубок 19 она поступает в массообменный аппарат 15. В массообменном аппарате 15 горячий газ регенерации барботирует через водометанольную смесь. Насыщенная парами метанола газовая фаза через патрубок 21 и теплообменник 22 поступает в сепаратор 23. Газовая фаза из сепаратора 23 направляется в топливную сеть завода, а жидкая фаза, представляющая собой водометанольный раствор с концентрацией 20-40 мас.%, выводится через дренажную емкость и используется в качестве ингибитора гидратообразования.

Жидкая фаза, выходящая через патрубок 24 из массообменного аппарата 15 и представляющая собой воду с незначительным содержанием метанола, поступает через теплообменник 20 и патрубок 12 в промежуточную емкость 11. Из промежуточной емкости 11 через патрубок 13 вода посредством циркуляционного насоса 14 подается через патрубок 3 в устройство для экстракции 1.

Изобретение предназначено для очистки сжиженных углеводородных газов от метанола. Установка для очистки сжиженных углеводородных газов содержит узел предварительной очистки газов от метанола, включающий устройство для экстракции с патрубками подачи исходного сырья и воды, соединенное с разделителем, снабженным патрубками выхода водометанольной смеси и сжиженных углеводородных газов, адсорберы, теплообменники, сепаратор и печь, соединенные между собой трубопроводными линиями и снабженные запорно-регулирующей арматурой. Установка снабжена узлом регенерации метанола, содержащим массообменный аппарат, патрубок входа газовой фазы в который посредством теплообменника соединен с выходом газа регенерации из адсорбера, а патрубок входа водометанольной смеси соединен через теплообменник с патрубком ее выхода из разделителя. Патрубок выхода газовой фазы из массообменного аппарата через теплообменник соединен с сепаратором, а патрубок выхода жидкой фазы через теплообменник соединен с патрубком входа жидкой фазы в промежуточную емкость. Кроме того, установка снабжена фильтрующими устройствами, размещенными на линиях выхода из адсорберов газа регенерации, газа охлаждения и очищенных сжиженных углеводородных газов. Данное изобретение позволяет расширить ассортимент получаемой продукции, а также получать продукцию с низким содержанием метанола. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Установка очистки сжиженных углеводородных газов от метанола, содержащая адсорберы, теплообменники, сепаратор и печь, соединенные между собой трубопроводными линиями и снабженные запорно-регулирующей арматурой, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена узлом предварительной очистки газов от метанола, включающим устройство для экстракции с патрубками подачи исходного сырья и воды, соединенное с разделителем, снабженным патрубками выхода водометанольной смеси и сжиженных углеводородных газов, при этом выход сжиженных углеводородных газов соединен с адсорберами. 2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что она снабжена промежуточной емкостью, патрубок входа которой соединен с линией подачи подпиточной воды, а патрубок выхода посредством насоса соединен с патрубком подачи воды в устройство для экстракции. 3. Установка по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что она снабжена узлом регенерации метанола, содержащим массообменный аппарат, патрубок входа газовой фазы в который соединен посредством теплообменника с выходом газа регенерации из адсорбера, а патрубок входа водометанольной смеси соединен через теплообменник с патрубком ее выхода из разделителя, кроме того, патрубок выхода газовой фазы из массообменного аппарата через теплообменник соединен с сепаратором, а патрубок выхода жидкой фазы через теплообменник соединен с патрубком входа жидкой фазы в промежуточную емкость. 4. Установка по пп. 1 - 3, отличающаяся тем, что она снабжена фильтрующими устройствами, размещенными на линиях выхода из адсорберов газа регенерации, газа охлаждения и очищенных сжиженных углеводородных газов.