Способ разделения углеводородных газовых смесей Советский патент 1983 года по МПК B01D53/14 

Изобретение относится к разделению газовых смесей с большим содержа нием углекислого газа и может быть использовано в нефтяной, газовой, химической, нефтехимической и других отраслях промышленности, где приходи ся разделять газы, содержащие более 60 углекислого газа. Основными сферами применения изоб ретения являются процессы регенерации углекислого газа из нефтяного газа, добываемого на месторождениях использующих закачку углекислоты в пласт, и очистки синтез - газа, полученного в процессах паровой или парокислородной каталитической конверсии при содержании C0,j 60%. Известны способы разделения углекислого газа и углеводородов, вjкоторых углекислый газ поглощают в зон абсорбции орошением газовой смеси водными растворами поташа, солей щелочных металлов (карбонатов, гидро окисей, гидросульфидов, сульфидов илибикарбонатов) с добавкой активаторов (например, аминоё), циркулирую щими между зонами абсорбции и регене рации, и выделяют COj в зоне регенерации. Процесс протекает при температурах абсорбции 50-100°С и давлеНИИ 7-1 МП.а, регенерация - при давлении, близком к атмосферному lJ . Однако этот способ, даже с „применением активаторюв, - довольно медленный процесс, не обеспечивает достаточную очистку газовой смеси от СО и применяется при содержании угл кислого газа до 50 вес.%. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ разг деленйя углевбдородных газовых смесей, содержащих двуокись углерода, путем абсорбции органическим поглоти телем, в качестве которого используют органосилоксановые жидкости, наппример трифторпропилметилсилоксан или полиэтилсилоксан или полиметилсилоксан 2 . Основными недостатками известного способа являются одновременное поглощение абсорбентом виесте с углеводородами и части углекислого газа; большие капитальные затраты, свя- занные с необходимостью выделения отпарки поглощенного углекислого газа из насыщенного абсорбента, потери углеводородов, выделяемых вместе с углекислотой в процессе отпарки последней из насыщенного абсорбента. Цель изобретения - повышение селективности разделения газовых смесей, содержащих более 60% углекислого газа, и снижение капитальных и энергетических затрат на его осуществление. Поставленная цель достигается тем, что при осуществлении способа разделения углеводородных газовых смесей, содержащих двуокись углерода, путем абсорбции органическим поглотителем с последующей регенерацией насыщенного поглотителя с выделением поглощенных углеводородов С и выше, в качестве поглотителя используют этилфенилдихлорсилан. В связи с малым поглощением углекислого газа этилфенилдихлорсйланом в 3-15 раз снижается количество углекислого газа в газах регенерации, в результате чего отпадает необходимость в доочистке углеводородов Сп и выше от углекислого газа и, в конечном итоге, на 20-30 снижаотся суммарные энергозатраты на разделение в сравнении с известным способом. Количественную оценку степени чистоты разделения характеризуют коэффициенты разделения этана и пропана КЬ.,, СК и К, отношение растворимости этана и соответственно, пропана к растворимости углекислого газа). Количество углекислого газа в газах регенерации уменьшается пропорционально увеличению коэффициентов разделения или степени чистоты. Данные по коэффициентам разделен1(1Я поглотителей приведены в таблице.

(ПЭС)

40

8,2

2,1

Этилфенилдихлорсйлан имеет в 3 , 15 раз большие коэффициенты (степени чистоты) разделения в сравнении с известным способом,

Этилфенилдихлорсйлан довольно стойкое соединение, обладающее следующими физико-химическими характеристиками:

плотность при 20 С 1,6

температура кипения

при 100 мм.рт.ст. 156 .

молекулярный ,вес 278.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

Вниз абсорбера при давлениях 1,0-4,0 МПа и температуре подают газовую смесь, а вверх абсорбера - абсорбент в количестве л/м сырого газа. . При контакте газа с абсорбентом, во время их противоточного движе- ния на Массообменных элементах, в абсорбере осуществляют поглоцение из газовой смеси углеводородов С.}, и выше, С верха абсорбера выво цяг смесь углекислого raiaa с метаном, а с низа - насыщенный углеводородами С и выше абсорбент, который затем подогревают в теплообменных аппара тах до ТЗО-ЗбО С-и под давлением 0,5-1,6 МПа подают в регенератор (десорбер). В регенераторе из насыенного абсорбента выделяют углевоороды CT. и выше. С низа регенёратора регенерированный абсорбент через, охлаждающие теплообменные аппараты вновь подают на верх абсорбера.

Пример, Легкий углеводородный газ этан импульсйо подают в ко личестве 0,5 см в хроматографическую колонку диаметром 6 мм, высотою 1000 мм, находящуюся под давлением и содержащую около I г исследуемого абсорбента - этилфенилдихлорсилана. Колонку продувают газом-носителем гелием со скоростью 150 cмVмин.

Аналогичнымобразом подают в ко-, лонку пропан и углекислый газ. В идентичных условиях определена поглотительная способность известного абсорбента - полиэтилсилоксана.

Этилфенилдихлорсйлан при давле- ниях 1,0-4,0 НПа, обладая хорошей растворяющей способноЪтью по отноше нию к пропану и этану, практически не поглощает углекислоту, т.е. обладает очень высокой селективностью, позволяющей добиться высокой чистоты абсорбционного разделения газов, содержацих 60% СОу.

Применение предлагаемого способа, в связи с высокой селективностью припеняемого абсорбента, приводит к сокращению капитальных затрат по узлу ; регенерации и темплообменному оборудованию, а также по блоку выделения углеводородов, извлекаемых при. отпарке СО- из насыщенного абсорбента.

51012957«

Применение предлагаемого способасчет сокращения потерь целевых компопозволяет повысить чистоту выделения ментов вместе с COU. СОд безприменения специальных при- Предлагаемый способ намного экоемов, в частности без отпарки СО Гномичнее известного и позволяет досввиду максимально высокой селективнбс- 5тичь экономического эффекта

ти используемого абсорбента, что 0,2 млн. руб. в год на установке мощпозволяет снизить капитальные затратыностью 1 млрд.м перерабатываемого

и повысить дкономичность процесса загаза.