СПОСОБ УМЕНЬШЕНИЯ ПОТЕРЬ ОЛЕФИНОВ ПРИ УДАЛЕНИИ ДИОКСИДА УГЛЕРОДА ИЗ ПОТОКА ОЛЕФИНОВ ПОСЛЕ РЕАКЦИИ ДЕГИДРИРОВАНИЯ Российский патент 2014 года по МПК C07C5/333 C07C11/02 B01D53/14 

Изобретение относится к способу уменьшения потерь олефинов при дегидрировании алканов в олефины, при котором в качестве побочного продукта дегидрирования получают диоксид углерода и при котором образующийся диоксид углерода удаляют из неочищенного газа, образующегося вследствие реакции дегидрирования, при помощи процесса абсорбции.

Получение олефинов, в частности получение газообразных низших олефинов, осуществляют известными в технике способами посредством дегидрирования низших алканов. При получении олефинов алкан смешивают с инертным газом, обычно с водяным паром, и пропускают через реактор дегидрирования. Он содержит катализатор, который катализирует дегидрирование алканов. В результате реакции образуется желаемый олефин, который после реакции обычно содержится в полученном газе в количестве нескольких объемных процентов. При реакции образуются побочные продукты, так что полученный газ, наряду с желаемым олефином, полученным при реакции водородом и добавленным ранее инертным газом, содержит также небольшие доли оксида углерода и диоксида углерода.

Типичный процесс дегидрирования пропана в пропилен описан в WO 2006050957 А1. При этом первую газовую смесь, которая содержит пропан, водород и водяной пар в качестве инертного газа, подают по меньшей мере в один слой катализатора, который находится при обычных условиях дегидрирования. Так как реакции дегидрирования нередко комбинируют с селективным сжиганием водорода, при помощи которого полученный водород сжигают с целью удаления из равновесного состава, то следующую газовую смесь, содержащую пропан и кислород, в которой содержание пропана преобладает над содержанием кислорода, подают в это же реакционное устройство, где она реагирует с первой газовой смесью с образованием пропилена, водяного пара и водорода. Типичные температуры проведения реакции составляют от 540°С до 820°С при давлении от 40 до 50 бар (4-5 МПа).

В WO 2006/094938 А2 описан способ получения пропилена из пропана, при котором подготавливают входной газовый поток, содержащий пропан, и этот входной газовый поток, содержащий пропан, а также, при необходимости, водяной пар и, возможно, поток газа, содержащий кислород, подают в зону дегидрирования, где пропан подвергают дегидрированию с образованием пропилена, при этом получают поток газообразного продукта, содержащий пропан, пропилен, метан, этан, этилен, азот, оксид углерода, диоксид углерода, возможно, водород и, возможно, кислород. Поток газообразного продукта охлаждают и, при необходимости, сжимают, а водяной пар отделяют путем конденсации и получают очищенный от водяного пара поток газообразного продукта, а неконденсирующиеся или легкокипящие газовые компоненты отделяют путем приведения потока газообразного продукта в контакт с инертным абсорбирующим средством и последующей десорбции газов, растворенных в инертном абсорбирующем средстве, с получением при этом потока С₃-углеводородов и потока отходящих газов, содержащих пропан, пропилен, метан, этан, этилен, азот, оксид углерода, диоксид углерода, возможно, водород и, возможно, кислород, при этом поток С₃-углеводородов подвергают дальнейшей переработке. Десорбцию проводят при помощи потока десорбирующего газа, который, например, содержит азот, воздух, водяной пар или смеси пропана и пропилена. Применение в качестве десорбирующего газа экономичного горючего газа, которым обычно является природный газ, не описано.

Предпочтительно инертным газом является водяной пар. Однако возможно применение, например, диоксида углерода, или водорода, или любого другого произвольного газа, который пригоден в качестве инертного газа для разбавления с целью проведения реакции. После осуществления процесса дегидрирования полученный олефин охлаждают и подвергают сушке. Процесс сушки может быть выполнен произвольным образом. Предпочтительно процессом сушки является процесс конденсации. Получающийся при дегидрировании водород на последующих этапах процесса должен быть отделен от желаемого конечного продукта, а именно олефинов. Отделение предпочтительно осуществляют при пониженной температуре и повышенном давлении.

После удаления водорода неочищенный газ сжимают. Для достижения как можно меньшей потери олефинов, которые вместе с отделяемым водородом выходят из последующего разделительного устройства через головную часть, предусмотрен так называемый «холодильник», при помощи которого большей частью конденсируются углеводороды, содержащиеся в водороде, в частности олефины. При этом технологический газ подвергают снижению температуры до величины ниже -100°С. Чтобы предотвратить при этих температурах десублимацию диоксида углерода в канале технологического газа, что могло бы привести к засорению холодильника, необходимо удалить диоксид углерода из неочищенного газа в такой степени, чтобы ни в одном месте не происходило образование твердого диоксида углерода. Также необходимо удаление из неочищенного газа еще имеющегося остаточного содержания соединений серы, которые поступают в процесс вместе с входящим газом.

С этой целью охлажденный и высушенный газ подают в устройство, которое предназначено для удаления компонентов кислотообразующих газов. Предпочтительно это колонна, которая обеспечивает возможность контакта растворителя, абсорбирующего кислотообразующие газы, с очищаемым газом под давлением. Насыщенный растворитель, который выходит из нижней части колонны абсорбционной очистки газов, с целью улавливания совместно абсорбированных углеводородов подвергают снятию давления в так называемом резервуаре для мгновенного испарения при высоком давлении. Наибольшее количество кислотообразующих газов приходится на диоксид углерода, одна часть которого уже содержится в исходном газе, а другая часть образуется из углеводородов при реакции с кислородом, содержащимся в исходном газе.

Растворитель, подвергнутый частичному снятию давления в резервуаре для мгновенного испарения при высоком давлении, подают в следующую разделительную колонну, в которой содержащийся в растворителе кислотообразующий газ отделяют от растворителя. Эту следующую разделительную колонну обычно обозначают как колонна регенерации растворителя. При необходимости растворитель очищают при помощи фильтровальных устройств и при помощи циркуляционного насоса снова возвращают в головную часть абсорбционной колонны кислотообразующих газов.

Поток углеводородов, выходящий из абсорбционной колонны кислотообразующих газов и состоящий из легких газообразных олефинов и водорода, подвергают дальнейшему разделению при помощи установок низкотемпературной дистилляции и устройств для вымораживания. Примерами устройств низкотемпературной дистилляции являются отделитель С₃-углеводородов и деметанизатор. Примерами устройств для вымораживания являются так называемые «холодильники».

Способы, которые обеспечивают возможность отделения остаточного диоксида углерода из резервуара для мгновенного испарения при высоком давлении, известны. Это, например, известные в уровне техники способы, в которых производят абсорбционную очистку газов для потока углеводородов. Однако они являются трудоемкими и требуют больших затрат, поскольку они в конечном счете представляют собой дополнительную абсорбционную очистку газов. На основании этого снятие давления, производимое в резервуаре мгновенного испарения при высоком давлении, выполняют таким образом, что большая часть абсорбированного диоксида углерода остается в растворителе.

Так как при снятии давления в резервуаре мгновенного испарения при высоком давлении полное выделение углеводородов из растворителя невозможно без высвобождения там большей части диоксида углерода, определенная часть совместно абсорбированных углеводородов поступает в регенерационную колонну, в которой кислотообразующие газы почти полностью отделяют от растворителя. Углеводороды, еще содержащиеся в растворителе, выводят из регенерационной колонны через головную часть в виде отходящих газов совместно с отделенными кислотообразующими газами, состоящими главным образом из диоксида углерода.

Это приводит к потерям углеводородов, в частности олефинов, поскольку их можно отделять от компонентов кислотообразующих газов лишь с очень большими затратами. В частности, олефины очень хорошо растворяются в растворителях, которые применяют для удаления кислотообразующих газов. Если получаемым углеводородом является, например, пропилен, то в процессе извлечения значительная часть совместно абсорбированного пропилена при регенерации растворителя теряется вместе с удаляемым диоксидом углерода. Дополнительное улавливание пропилена из этих отходящих газов сопряжено с большими затратами. Это экономически невыгодно для всего процесса.

Поэтому задачей изобретения является создание способа, который обеспечивает возможность улучшенного отделения диоксида углерода и углеводородов при удалении кислотообразующих газов.

Эта задача решена в изобретении посредством способа, при котором в нижнюю часть резервуара мгновенного испарения при высоком давлении, содержащего массообменные элементы, например насадки и заполнители, подают горючий газ, причем этот газ подают противотоком по отношению к растворителю, подаваемому в головную часть резервуара мгновенного испарения высокого давления и содержащему совместно абсорбированные углеводороды, при этом из него удаляется основная часть углеводородов, еще содержащихся в растворителе, причем, благодаря соответствующему выбору температуры и давления, диоксид углерода, также содержащийся в растворителе, десорбируется лишь в небольшой мере, а горючим газом является топливный газ, который применяют для нагревания дегидрирующего реактора и который отводят через ответвление. Полученный из резервуара мгновенного испарения при высоком давлении десорбционный газ в одном варианте выполнения изобретения снова возвращают в поток неочищенного газа перед компрессором, так что регенерированные углеводороды полностью используют для следующего получения продукции.

В качестве горючего газа предпочтительно применяют содержащий углеводороды газ, например природный газ. Его используют для нагревания реактора дегидрирования и применяют в качестве ответвленного отдельного потока для протекания через резервуар мгновенного испарения при высоком давлении. Метан, содержащийся в природном газе в качестве основного компонента, выводят вместе с водородом из процесса получения олефинов, и он находит дальнейшее применение в общем процессе в качестве топливного газа.

Предложенное в изобретении протекание топливного газа в качестве десорбирующего газа через резервуар мгновенного испарения при высоком давлении, который в одном предпочтительном варианте выполнения изобретения выполнен в виде насадочной колонны, обеспечивает существенное улучшение десорбции полученных при реакции дегидрирования углеводородов из растворителя для абсорбционной очистки газа. В одном предпочтительном варианте выполнения изобретения полученные углеводороды подвергают повторному сжатию и возвращают в процесс. Благодаря реализации способа согласно изобретению может быть существенно увеличен выход олефинов, полученных при реакции дегидрирования.

В частности, предложен способ удаления диоксида углерода из потока углеводородов при получении олефинов из предельных углеводородов, при котором:

- газовую смесь, не содержащую кислорода и содержащую алканы и инертный газ, подают в реакционное устройство для дегидрирования подаваемых алканов, содержащее по меньшей мере один слой катализатора,

- газовую смесь, содержащую полученные алкены, алканы, водород, инертный газ и диоксид углерода (СО₂), отводят из реакционного устройства, и

еще содержащиеся в технологическом газе компоненты кислотообразующих газов, например диоксид углерода, сероводород (H₂S), карбонилсульфид (COS) и меркаптаны, полностью или почти полностью абсорбируют при помощи химического растворителя посредством абсорбционной очистки газов, проводимой после дегидрирования,

и который отличается тем, что

- полученный продукт абсорбции, который также содержит совместно абсорбированные углеводороды, подают в головную часть резервуара мгновенного испарения при высоком давлении, который содержит массообменные элементы, а в нижнюю часть резервуара высокого давления мгновенного действия подают горючий газ, который проходит противотоком по отношению к насыщенному абсорбирующему раствору, стекающему вниз по массообменным элементам, при этом основную часть углеводородов, содержащихся в насыщенном абсорбирующем растворе, и, в частности, еще растворенные алкены десорбируют из раствора и выводят из резервуара высокого давления мгновенного действия через головную часть, и

- горючим газом является топливный газ, который применяют для нагревания дегидрирующего реактора и который отводят через ответвление.

Так как десорбирующий газ, выходящий из резервуара мгновенного испарения при высоком давлении через головную часть, является содержащим углеводороды газом с составом, аналогичным составу технологического газа, выходящего из дегидрирующего устройства, в одном преимущественном варианте выполнения изобретения с целью повышения эффективности он может находить дальнейшее применение в общем процессе в качестве горючего газа.

В одном предпочтительном варианте выполнения используемым для дегидрирования алканом является пропан. В дегидрирующем устройстве, в соответствии с равновесным состоянием реакции, его частично превращают в пропилен. Используемым исходным газом может быть также н-бутан, изобутан или н-пентан. При этом в качестве произведенных углеводородов получают н-бутилен, изобутилен или н-пентен. Принципиально в процессе можно использовать любой дегидрируемый углеводород.

Предпочтительным образом, давление в резервуаре мгновенного испарения при высоком давлении выше, чем давление в точке присоединения, в которую возвращают мгновенно выделяющийся газ, выходящий из резервуара мгновенного испарения при высоком давлении через головную часть. При этом предпочтительной точкой присоединения является канал технологического газа после дегидрирующего устройства. Горючим газом для десорбирования предпочтительно является природный газ, который также применяют в качестве топливного газа для дегидрирования.

Резервуар мгновенного испарения при высоком давлении эксплуатируют при давлении от 1 до 20 бар (0,1-2 МПа). Предпочтительно резервуар мгновенного испарения при высоком давлении эксплуатируют при давлении от 2 до 12 бар (0,2-1,2 МПа), а особенно предпочтительно при давлении от 4 до 8 бар (0,4-0,8 МПа). Температура растворителя, подаваемого в головную часть резервуара мгновенного испарения при высоком давлении, составляет при этом от 40°С до 160°С, предпочтительно от 80°С до 120°С.

В качестве растворителя для абсорбционной очистки газов пригодны растворители, которые часто применяют в уровне техники и которые обладают хорошей способностью к абсорбции диоксида углерода. Предпочтительно применяют абсорбирующие средства с химическим действием, в частности аминовые соединения, например моноэтаноламин или метилдиэтаноламин. Они могут применяться в виде водного раствора аминов. Также они могут содержать так называемый активатор. В US 6290754 В1 описан способ снижения кислотности газов, которые содержат жидкие углеводороды, при этом газ в зоне абсорбции обрабатывают жидким абсорбирующим средством, которое содержит метилдиэтаноламин (MDEA) и активатор, так что получают насыщенную диоксидом углерода газовую фракцию и регенерированный поток растворителя, при этом регенерированный поток растворителя возвращают в зону абсорбции, причем активатором является аминоалкиламиноэтанол, и алкильный остаток содержит от 1 до 4 атомов углерода. Этот способ и применяемую в нем комбинацию растворителей можно, например, использовать для настоящего процесса. Возможно применение любого пригодного для процесса растворителя, абсорбирующего компоненты кислотообразующих газов.

Растворитель отводят из нижней части резервуара мгновенного испарения при высоком давлении и подают в колонну регенерации растворителя. В первую очередь, растворитель должен удалять из технологического газа, селективно по отношению к углеводородам, компоненты кислотообразующих газов, например сероводород (H₂S), меркаптаны, карбонилсульфид (COS) и, в частности, диоксид углерода (CO₂). После десорбции их выводят из колонны регенерации растворителя через головную часть и после охлаждения, производимого в случае необходимости, можно осуществлять их дальнейшее использование или утилизацию. Можно применять все известные в уровне техники колонны регенерации растворителя, которые предназначены для обычной регенерации растворителя. Их можно нагревать, например, при помощи ребойлера. После регенерации растворитель подают по циркуляционному контуру обратно в абсорбционную колонну, причем с целью нагревания подаваемого растворителя перед входом в резервуар мгновенного испарения при высоком давлении его можно пропускать через теплообменник. При необходимости регенерированный растворитель охлаждают перед повторным использованием.

Очищенный газообразный продукт после абсорбции кислотообразующих газов подают в «холодильник» и в улавливающую колонну с целью дополнительного улавливания алкенов, еще содержащихся в технологическом газе. При этом отделение осуществляют посредством процесса низкотемпературного разделения.

Предложено также устройство для осуществления способа согласно изобретению. К нему относится, в первую очередь, абсорбционная колонна, которая обеспечивает возможность абсорбционной очистки газов путем приведения в контакт с растворителем, абсорбирующим кислотообразующие газы. Для выполнения способа согласно изобретению применяют устройство, которое обеспечивает возможность протекания горючего газа противотоком по отношению к растворителю, подаваемому в головную часть устройства. Предпочтительно это так называемый резервуар мгновенного испарения при высоком давлении, который обеспечивает возможность снятия давления растворителя, насыщенного кислотообразующими газами, и который снабжен массообменными элементами наподобие насадочной колонны. Содержащиеся в резервуаре мгновенного испарения при высоком давлении элементы могут представлять собой обеспечивающие возможность массообмена тарелки, наполнители, кольца Пола, кольца Рашига, структурированные упаковки или седловидные насадки. Насадочная колонна содержит входной патрубок для насыщенного кислотообразующими газами растворителя, входной патрубок для горючего газа, выходной патрубок для насыщенного кислотообразующими газами растворителя и выходной патрубок для газообразного потока углеводородов. Кроме того, к устройству согласно изобретению относятся также компрессоры, насосы, клапаны, трубопроводы, управляющие элементы, фильтрующие устройства и измерительные устройства, если они требуются.

При помощи изобретения из потока углеводородов можно удалять кислотообразующие газы, при этом кислотообразующие газы могут быть почти полностью освобождены от углеводородов без существенно высоких затрат. В одном выгодном варианте выполнения десорбированные углеводороды можно возвращать в процесс, благодаря чему повышается коэффициент полезного действия процесса.

Эффективность способа поясняется при помощи одного варианта выполнения. Очищаемый газовый поток, содержащий 47,92 кмоль/час воды (H₂O), 1334,16 кмоль/час водорода (Н₂), 32,26 кмоль/час азота (N₂), 214,97 кмоль/час диоксида углерода (СО₂), 123,85 кмоль/час метана (СН₄), 89,14 кмоль/час этана (C₂H₆), 2133,49 кмоль/час пропана (С₃Н₈), 1307,90 кмоль/час пропилена (С₃Н₆) и 0,20 кмоль/час более тяжелых углеводородов (С₄₊), был подвергнут абсорбции при помощи раствора аминов в качестве химического абсорбирующего средства. На последующей стадии десорбции пропускали газ, содержащий 0,04 кмоль/час азота (N₂), 0,59 кмоль/час диоксида углерода (СО₂) и 10,65 кмоль/час метана (СН₄, 88,9 молярных процента). Было достигнуто улавливание пропилена (С₃Н₆) в количестве 98,4 молярных процента. Тот же самый очищаемый поток газа был подвергнут при десорбции пропусканию газа, содержащего 0,10 кмоль/час азота, 1,48 кмоль/час диоксида углерода (CO₂) и 26,64 кмоль/час метана (СН₄, 89,0 молярных процентов). Было достигнуто улавливание пропилена (С₃Н₆) в количестве 99,8 молярных процентов. С целью сравнения тот же самый очищаемый поток газа был подвергнут при десорбции пропусканию газа, содержащего 0,07 кмоль/час метана (СН₄), 0,25 кмоль/час этана (С₂Н₆) и 11,67 кмоль/час пропана (С₃Н₈, 97,25 молярных процентов). Было достигнуто улавливание пропилена (С₃Н₆) в количестве 98,6 молярных процентов.

Выполнение устройства для очистки потока углеводородов, содержащего кислотообразующие газы, согласно изобретению подробнее поясняется при помощи чертежа, при этом способ согласно изобретению не ограничен этим вариантом выполнения.

Очищаемый газ (1), предпочтительно олефин в смеси с водородом, предельными углеводородами и диоксидом углерода, подают в абсорбционную колонну (2), в которой очищаемый газ приводят в контакт с подводимым абсорбирующим растворителем (3). Благодаря этому получают освобожденный от диоксида углерода газовый поток (4). Насыщенный диоксидом углерода растворитель (5) при помощи компрессора (6) отводят из нижней части колонны, предварительно нагревают при помощи теплообменника (7) и подвергают снятию давления в резервуаре (8) мгновенного испарения при высоком давлении, выполненном в виде насадочной колонны. Там загруженный растворитель подвергают снятию давления, так что абсорбированные газы выходят в виде газового потока (9), насыщенного углеводородами. В противоположном направлении через резервуар (8) мгновенного испарения при высоком давлении пропускают горючий газ (10), который представляет собой топливный газ. В нижней части резервуара (8) мгновенного испарения при высоком давлении получают обогащенный диоксидом углерода растворитель (11), который подают в колонну (12) регенерации растворителя. В головной части резервуара (8) высокого давления получают десорбированный газовый поток (9), насыщенный углеводородами, в смеси с горючим газом, который возвращают в основной канал технологического газа при помощи компрессора (13). В головной части колонны (12) регенерации растворителя получают выделенный из растворителя более или менее чистый диоксид углерода в качестве десорбированного кислотообразующего газа (14). Перед дальнейшим использованием его охлаждают в соответствующем охлаждающем устройстве (14а). В нижней части колонны (12) регенерации растворителя получают возвратный растворитель (12а), подвергнутый снятию давления и десорбции. С целью десорбции колонну (12) регенерации растворителя нагревают при помощи ребойлера (12b). Растворитель проводят по циркуляционному контуру (3), и перед повторным использованием в абсорбционной колонне (2) его охлаждают при помощи теплообменника (7) с целью нагревания выходящего потока растворителя, а также при помощи соответствующего охлаждающего устройства (3а). Освобожденный от диоксида углерода поток (4) полученного газа для дальнейшей обработки продукции подают в холодильник (не показан).

Список обозначений

1 очищаемый газ

2 абсорбционная колонна

3 растворитель, абсорбирующий диоксид углерода

3а охлаждающее устройство для растворителя

4 освобожденный от диоксида углерода поток газа

5 насыщенный диоксидом углерода растворитель

6 компрессор

7 теплообменник

8 резервуар мгновенного испарения при высоком давлении (насадочная колонна)

9 насыщенный углеводородами поток газа

10 горючий газ

11 насыщенный диоксидом углерода растворитель

12 колонна регенерации растворителя

12а десорбированный растворитель

12b ребойлер

13 компрессор

14 десорбированный кислотообразующий газ

14а конденсатор

Демонстрация преимуществ способа согласно изобретению.

Таблица 1 Способ только с мгновенным испарением Номер потока 1 2 5 8 7 6 Темп., °C 5 71,7 80,5 80,8 80,8 50 Давл., атм 5 32 32 6 6 10 Н₂O, кмоль/ч 47,92 66,69 6252,71 6253,05 0,34 0,00 H₂, кмоль/ч 1334,16 1334,11 0,56 0,04 0,52 0,00 N₂, кмоль/ч 32,26 32,26 0,01 0,00 0,01 0,00 СO₂, кмоль/ч 214,97 0,16 219,91 219,23 0,68 0,00 амин, кмоль/ч 0,00 0,04 653,87 653,87 0,00 0,00 метан, кмоль/ч 123,85 123,85 0,05 0,00 0,04 0,00 этан, кмоль/ч 89,14 89,14 0,03 0,00 0,03 0,00 пропан, кмоль/ч 2133,49 2133,46 0,48 0,03 0,45 0,00 пропилен, кмоль/ч 1307,90 1305,28 4,94 2,62 2,31 0,00 С₄₊, кмоль/ч 0,20 0,16 0,04 0,04 0,00 0,00 сумма, кмоль/ч 5283,89 5085,15 7132,59 7128,89 4,37 0,00

Степень извлечения пропилена 46,9%

Таблица 2 Способ согласно изобретению с отпариванием топливным газом Номер потока 1 2 5 8 7 6 Темп., °C 5 70,8 81,1 81,0 81,2 50 Давл., атм 5 32 32 6 6 10 H₂O, кмоль/ч 47,92 64,46 6356,03 6357,01 1,74 0,00 H₂, кмоль/ч 1334,16 1334,16 0,58 0,00 0,58 0,00 N₂, кмоль/ч 32,26 32,30 0,01 0,00 0,05 0,04 CO₂, кмоль/ч 214,97 0,08 222,82 219,97 3,44 0,59 амин, кмоль/ч 0,00 0,04 663,93 663,93 0,00 0,00 метан, кмоль/ч 123,85 134,23 0,05 0,28 10,43 10,65 этан, кмоль/ч 89,14 89,73 0,03 0,02 0,62 0,60 пропан, кмоль/ч 2133,49 2133,58 0,49 0,00 0,57 0,09 пропилен, кмоль/ч 1307,90 1307,82 5,01 0,08 4,93 0,00 С₄₊, кмоль/ч 0,20 0,16 0,04 0,04 0,00 0,00 сумма, кмоль/ч 5283,89 5096,55 7248,97 7241,33 22,35 11,98

Степень извлечения пропилена 98,4%

Поток 1 в обеих таблицах показывает состав полученной газовой смеси (сравнимой с потоком 7 в WO 2006094938 (Д1)). Поток 2 - состав, выходящий с верха колонны после стадии отмывки газа. Поток 5 - состав, выходящий из ее куба. Поток 2 - состав, выходящий с верха десорбционной колонны. Поток 5 - состав, выходящий из куба десорбционной колонны. В табл.1 поток 2 с верха колонны отмывки газа состоит по существу из пропилена (1305 кмоль/ч по сравнению с исходным 1307 кмоль/ч). Поток 5 из куба отмывки состоит из растворителя (вода и амин), диоксида углерода и остальной части пропилена (5 кмоль/ч). Этот результат демонстрирует эффективное осуществление селективной абсорбции с помощью химического растворителя. Потеря пропилена (поток 8) составляет 2,6 кмоль/ч в отсутствие топливного газа.

В отличие от этого, при десорбции потока из куба стадии отмывки с использованием топливного газа потери пропилена существенно снижаются. В табл.2 показано, что содержание пропилена в потоке 5 составляет 5 кмоль/ч, а после десорбции топливным газом (поток 8) потери пропилена составляют лишь 0,1 кмоль/ч, то есть 1,6%. Таким образом, степень извлечения пропилена в этом случае составляет 98,4%, тогда как в отсутствие десорбции топливным газом - лишь 46,9%.

Изобретение относится к способу проведения реакций дегидрирования с последующей абсорбционной очисткой газов, при этом за абсорбционной очисткой газов следует стадия снятия давления в резервуаре мгновенного испарения при высоком давлении, который снабжен массообменными элементами, причем эту стадию проводят при использовании горючего газа, протекающего через массообменные элементы навстречу направлению силы тяжести, который проходит через резервуар мгновенного испарения при высоком давлении противотоком по отношению к растворителю, подвергнутому снятию давления, так что абсорбированные углеводороды поглощаются горючим газом. При этом горючим газом является топливный газ, который используют для нагревания реактора дегидрирования и который, например, является природным газом. Для повышения эффективности процесса отделенный от кислотообразующих газов поток углеводородов можно возвращать обратно в канал технологического газа перед абсорбционной очисткой газов. Настоящий способ обеспечивает возможность улучшенного отделения диоксида углерода и углеводородов при удалении кислотообразующих газов. 12 з.п. ф-лы, 2 табл., 1 ил.

1. Способ удаления диоксида углерода из потока углеводородов при получении алкенов из алканов, при котором
- техническую газовую смесь, не содержащую кислород и содержащую алкан и инертный газ, подают в реакционное устройство для дегидрирования используемого алкана, содержащее по меньшей мере один слой катализатора,
- полученную газовую смесь, содержащую алкены, алканы, водород, инертный газ и диоксид углерода (CO₂), отводят из реакционного устройства, и
- еще содержащиеся в технологическом газе компоненты кислотообразующих газов, например диоксид углерода, сероводород (H₂S), карбонилсульфид (COS) и меркаптаны, полностью или почти полностью абсорбируют при помощи химического растворителя посредством абсорбционной очистки газов, проводимой после дегидрирования,
отличающийся тем, что
- полученный продукт абсорбции, который также содержит совместно абсорбированные углеводороды, подают в головную часть резервуара мгновенного испарения при высоком давлении, который содержит массообменные элементы, а в нижнюю часть резервуара мгновенного испарения при высоком давлении подают горючий газ, который проходит противотоком по отношению к насыщенному абсорбирующему раствору, стекающему вниз по массообменным элементам, при этом основную часть углеводородов, содержащихся в насыщенном абсорбирующем растворе, и, в частности, еще растворенные алкены, десорбируют из раствора и выводят из резервуара мгновенного испарения при высоком давлении через головную часть, и
- горючим газом является топливный газ, который применяют для нагревания дегидрирующего реактора и который отводят через ответвление.

2. Способ удаления диоксида углерода из потока углеводородов при получении алкенов из алканов по п.1, отличающийся тем, что газ, выходящий из резервуара мгновенного испарения при высоком давлении через головную часть, возвращают обратно в канал технологического газа после дегидрирующего устройства.

3. Способ удаления диоксида углерода из потока углеводородов при получении алкенов из алканов по любому из пп.1 или 2, отличающийся тем, что резервуар мгновенного испарения при высоком давлении эксплуатируют при давлении от 1 до 20 бар (0,1-2 МПа).

4. Способ удаления диоксида углерода из потока углеводородов при получении алкенов из алканов по п.1, отличающийся тем, что резервуар мгновенного испарения при высоком давлении эксплуатируют при температуре от 40°C до 160°C.

5. Способ удаления диоксида углерода из потока углеводородов при получении алкенов из алканов по п.1, отличающийся тем, что алканом является пропан, а получаемым из него алкеном является пропилен.

6. Способ удаления диоксида углерода из потока углеводородов при получении алкенов из алканов по п.1, отличающийся тем, что инертным газом в реакции дегидрирования является водяной пар.

7. Способ удаления диоксида углерода из потока углеводородов при получении олефинов из предельных углеводородов по п.6, отличающийся тем, что топливным газом, который используют для нагревания дегидрирующего реактора, является природный газ.

8. Способ удаления диоксида углерода из потока углеводородов при получении алкенов из алканов по п.1, отличающийся тем, что в качестве растворителя для абсорбционной очистки газов используют абсорбирующее средство химического действия.

9. Способ удаления диоксида углерода из потока углеводородов при получении алкенов из алканов по п.1, отличающийся тем, что в качестве растворителя для абсорбционной очистки газов применяют водный раствор аминов.

10. Способ удаления диоксида углерода из потока углеводородов при получении алкенов из алканов по п.1, отличающийся тем, что в качестве растворителя для абсорбционной очистки газов применяют водный раствор моноэтаноламина.

11. Способ удаления диоксида углерода из потока углеводородов при получении алкенов из алканов по п.1, отличающийся тем, что в качестве растворителя для абсорбционной очистки газов применяют водный раствор метилдиэтаноламина.

12. Способ удаления диоксида углерода из потока углеводородов при получении алкенов из алканов по любому из пп.10 или 11, отличающийся тем, что растворитель для абсорбционной очистки газов содержит активатор из группы первичных и вторичных аминов.

13. Способ удаления диоксида углерода из потока углеводородов при получении алкенов из алканов по п.1, отличающийся тем, что полученный газ, освобожденный от кислотообразующих газов, подают в «холодильник» или в улавливающую колонну для дополнительного улавливания алкенов, еще содержащихся в технологическом газе.