Способ деметанизации пирогаза Советский патент 1981 года по МПК C10G5/06 

(54) СПОСОБ ДЕМЕТАНИЗАЦИИ ПИРОГАЗА

Изобретение относится к сопособу деметанизации пирогаза и может быть использовано в производстве низших олефинов в химической и нефтехимической промьлоленности. Известен способ деметанизации пирогаза путем низкотемпературной абсорбции. Способ заключается в абсорбировании этилена из метановодородной фракции более тяжелыми, чем этилен углеводородами р.. . Известен также способ деметанизации пирогаза путем низкотемпературной ректификации под давлением, двух ступенчатой конденсацией отходящих с верха ректификационной колонны паров, сепарацией жидкой и газовой фаз после каждой ступени конденсации с последующим возвратом жидкой фазы на ректификацию в качестве флегмы fZJ Способ осуществляют путем охлаждения пирогаза с последовательно сое диненных пропиленовых и этиленовых холодильниках, сеперации.его и подачи на ректификационную колонну. Верх НИИ поток колонны частично конденсируется холодом этиленового холодильного цикла, сепарируется на жидкость подаваемую на орошение, и паровую метано-водородную фракцию с примесью этилена, которая в водородном низкотемпературном блоке путем дросселирования разделяется, на водород и метан. . Деметанизатор работает под давлением 32-34 атм, что дает возможность конденсировать флегму с помощью этиленового холодильного цикла при температуре 95°С.-Флегма содержит метан и этилен. Можно проводить процесс таким образом, что после каждой ступени охлаждения устанавливается сепаратор, из которого жидкость направляется в колонну, а газ на последующую ступень охлаждения. В последнем сепар торе поддерживается температура 130 С. Недостатком известных способов яв.гу1ются потери этилена с метано-водородной фракцией в пределё1Х 4-6 об.%, Цель изобретения - уменьшение потерь этилена. Поставленная дель достигается тем, что способ деметанизации пирогаза путем низкотемпературнбй ректификации под давлением, двухступенчатой конденсации отходящих с верха ректификационной колонны паров, сепарации жидкой и газовой фаз nociie каждой ступени конденсации споследующим

возвратом жидкой фазы на ректификацию в качестве флегмы, причем флегму подают двумя потоками, используя в качестве первогЬ потока жидкую фазу первой ступенц конденсации и в качестве второго потока - жидкую фазу второй ступени при их объемном соотношении 1,5-3:1 и поддержании температуры первого потока в.пределах 80-90 С и второго потока 90-12р с.

На чертеже схематично изображено устройство, реализующее предлагаемый способ.

Способ деметанизации пирогаза осуьчествляют следующим образом.

Сухой пирогаз подают в холодильники 1, 2, 3, где он последовательно охлаждается за счет холода пропиленового и этиленового хладоагентов и частично конденсируется. Далее пирогаз подают в сепаратор 4, который разделяет его на паровую и жидкую фазы, подаваемые на верхнюю и нижнюю секции колонны деметанизации 5.

Кубовый продукт кС)Лонны 5, отпаренный от легких фракций.(водород, метан) в кипятильнике за счет тепла конденсирующегося горячего пропилена КЗ холодильного цикла, подают на дальнейшее разделение. Пары с верха колонны 5 (водород, метан с примесью этилена) частично конденсируются в дефлегматоре б за счет холода этилена-хладоагента и поступают в первую флегме;-;ую емкость 7, где их разделяют на паровую и жидкую фазы. Жидкую фазу подают в качестве основной флегмы {первого потока) насосом 8 на колонну. Паровую фазу частично конденсируют в низкотемпературном дефлегматоре 9 за счет холода остаточного газа и подают во вторую флегмовую емкость 10,где ее разделяют на паровую и идкую фазы. Жидкую фазу подают в качестве дополнительной флегмы (второго потока) насосом 11 на колонну 5, Паровую фазу (метано- водородная фракция) направляют на водородный блок 12, где ее разделяют на водород и остаточный газ, который после дросселирования через клапан 13, используют в качестве хладоагента в низкотемпературном дефлегматоре 9.

Температуру основного потока флегмы поддерживают в пределах - 80-90с в зависимости от подачи этилена-хладоагента в дефлегматор 7, а температуру дополнительного потока - в предела: - 90 120°С в вависимости от подачи остаточного газа в низкотемпературный дефлегматор 9.

Колонна деметанизации работает под давлением до 40 атм при температуре верха до , температуре куба до -25°с. Уровень потерь этилена с метано-водородной фракцией не превышает 1,5 вес.%.

100,0

Давление в колонне 36 атм, температура верха колонны , температура в ку.бе 20°С.

Количество пирогаза 30695 ,15 кг/ч. Колонна деметанизации имеет 33 клапанные тарелки.

На колонну подается 9,0 м /ч основной флегмы при температуре -90°С и 5 3,4 дополнительной флегмы при

температуре -107°С. Соотношение пото-. ков основной и дополнительной флегмы было равно 2,65:1. Подача основного потока флегмы осуществляется на 29 0 тарелку колонны, а дополнительного потрка - на верхнюю 33 тарелку.

Метано-водородная фракция (остаточный газ), выходящая из второй флегмовой емкости имеет в своем составе следующие компоненты, вес.%:

6,71

ВЬдород 92,31 Метан Этилен 0,92 0,06 Этан

100,0

Содержание метана в кубовой жид- . кости составляет 0,35 вес.%.

Пример 2. Пирогаз, поступающий на колоннудеметанизации имеет состав, аналогичный приведенному в примере 1. Давление в колонне 36 атм . Температура верха колонны -87С, температура куба . Количество пирогаза 31070 кг/ч. На колонну подается 10 MV4 основной флегмы при температуре -90 С и 4,4 дополнительной флегмы при температуре -112 с . Соотношение потоков основной и дополнительной флегмы составляет.2,27:1. S Подача основного потока флегмы осуществляется на 29 тарелку колонны, а дополнительного потока - на верхнюю тарелку.

0 Метано-водородная фракция (остаточный газ), выходящая из второй флегмовой емкости, имеет в своем составе следующие компоненты, вес.%: Водород 6,72 Метан 92,50

0,72

Этилен 0,05 Этан Содержание мётана в кубовой жидк ти составляет 0,37 вес.%. П р и м е р 3. Пирогаз, поступа щий на колонну деметанизации имеет состав, аналогичный приведенному в примере 1. Давление деметанизации 36 атм. Температура верха колонны , температура в кубе колонны 20С. Количество пирогаза, поступающег на колонну, составляет 31070 кг/ч. На колонну подается 10 м УЧ основно флегмы при температуре -90°С и 5.,2 м5/ч дополнительной флегмы при температуре -118°С. Соотношение потоков основной и дополнительной флегмы составляет 1,9:1. Подача основного потока флегмы производится на 29 тарелку колонны, а дополнител ного потока - на верхнюю тарелку. Метано-водородная фракция, выходящая из второй флегмовой емкости, имеет в своем составе следующие ком поненты, вес.%: Водород Метан Этилен Этан Содержание метана в кубовой жидкости составляет 0,35 вес.%, Как видно из приведенных примеров, потери этилена с метано-водородной фракцией снизились с 0,92 до 0,51 вес.% за счет снижения температуры дополнительного потока фле мы, что соответственно увеличило поток дополнительного орошения и снизило соотношение потоков флегмы с 2,65:1 до 1,9:1. Таким образом, выбор основного и дополнительного потоков флегмы осуществляется в зависимости от содержания этилена в метано-водородной фракции (остаточном газе), что в свою оче)едь зависит от состава пирогаза, поступающего на деметанизацию. Так при увеличении в пирсгазе содержания водорода требуются более низкие температуры для конден сации этилена из остаточного газа. .Эта зависимость приведена в примерах 4 и 5. |П р и м е р 4. Пирогаз, поступающий на колонну деметпнизёщии, имеет в своем составе следующие ком поненты, вес.%: Водород 1,52 Метан 21,36 Ацетилен 0,22 Этилен 37,31 Этан 10,35 Пропилен 16,61 .100,0 Давление в колонне 36 атм, температура верха колонны , температура куба 20°С. t .... Количество пирогаза 30500 кг/ч. На колонну подается 10 основной флегмы при температуре и 4,3 дополнительной флегмы при температуре . Соотношение потоков оановной и Дополнительной флегмы составляет 2,3:1. Подача основного потока флегми осуществляется на 29 тарелку.колонны, а дополнительного потока - на верхнюю тарелку. Метано-водородная фракция (остаточный газ), выходящая-из второй флегмовой емкости, имеет в своем составе следующие компоненты, вес.%1 Водород 6,48 Метан 92,81 Этилен 0,68 Этан 0,03 Содержание метана в кубовой жидкости составляет 0,36 вес.%. Пример 5. Пирогаз, поступаюЩий на колонну имеет следующий состав, вес.%1 Водород Метан Ацетилен Этилен Этан фопилен Пропан Фракция С4 Фракция Cjr Фракция Сб Фракция С7 Давление в колонне 36 атм, температура верха колонны , температура куба . Количество пирогаза 30500 кг/ч. На .колонну подается 9,5 основНОй флегмы при температуре . Соотношение потоков основной и дополнительной флегмы составляет 1,7:1. Подача основного и дополнительного потоков флегмы производится аналогично примеру 4. . Метано-водородная фракция, выходящая из второй флегмовой емкости, имеет в своем составе следующие компоненты, вес.. % Водораа7,09 Метан92,01