Способ разделения углеводородных газовых смесей Советский патент 1982 года по МПК B01D53/14 

(54) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ГАЗОШЛХ СМЕСЕЯ

Изобретение относится к методам разделения газовых смесей с содержанием углекислого газа более 60% . и может быть использовано в газовой нефтяной, химической и нефтехимичес кой промышленности. Известен способ разделения двуокиси углерода путем промывки газов смеси водными растворами поташа или солей щелочных металлов с добавкой активаторов, причем поглощение двуокиси углерода ведут в зоне абсорбции и выделяют в зоне регенерации Однако поташный способ не обеспечивает достаточную степень очистки газовой смеси от двуокиси углерода и применяется при ее содержании до 50%. Наиболее близким к изобретению ino технической сущности и достигаемому результату является способ раз деления углеводородных газовых смесей, содержащих двуокись углерода t 10-50%), абсорбции органическим .растворителем, в качестве которого используют водный раствор этанолами на, причем процесс ведут при 20-lOOOC и давлении 0,1-4,0 МПа а регенерацию при 110-150« С и давле нии 0,1-0,3 МПа С 2 . Недостатком этого способа явля- ется низкая эффективность процесса разделения при содержании двуокиси углерода более 60 вес.%. Так, степень разделения в одну ступень достигает лишь 25%. Целью изобретения является обеспечение возможности эффективности разделения газовой смеси при содержании двуокиси углерода более 60%, Поставленная цель достигается тем, что согласно способу разделения«углеводородных газовый смесей, содержа щих двуокись углерода, путем абсорбции органическим растворителем, в качестве абсорбента используют органосилоксановые жидкости при удельном их расходе 0,1 - 3,0 л/м разделяемой газовой смеси. 1ри этом в качестве органосилоксановых жидкостей используют трифторпропилметилсилоксан, полиэтилсилоксан или полиметилсилоксан. Данный способ позволяет повысить степень разделения газовой смеси при наличии в ней до 60% двуокиси углерода с 25 до 93-100% относительно двуо1Л1си углерода. Соотношение количества вводимого абсорбента и разделяемой газовой омеСИ (0,1-3 л/м зависит от содержания СО2, необходимой степени извлече ния углекислоты, требуемой регламен том чистоты разделения, конструкции и режима работы массообменного абсорбиционного аппарата. При низних степенях извлечения (5-40%) коли чество подаваемого абсорбента минимально (0,1-0,5 л/м разделяемого газа), при глубокой очиртке газовой смеси, богатой COj. (80% и болееЛ необходимо применение более высокой циркуляции абсорбента (2,2 л/м раз деляемого газа). Пример. Разделение газовой смеси состава, мол.%. метан 5,0; углекислый газ 90,9; этан 3,30; пропан 0,8, проводят на статической установке, в сосуде емкостью348,8 с при 20°С и давлении 0,5Mlia, В каче стве абсорбента используют трифторпропилметилсилоксан (ТФПМС). ТФПМС является стойким соединением, не агрессивен, абсолютно не корродирует оборудование, обладает следующими физико-химическими харак теристиками: Удельный вес, г/см5 1,2-1,26 Вязкость при 25°С, 50-300 сСт Температуравспышки, 440-470 Температура замерзания, Химическая формула абсорбента H C-ei-O , Дозу абсорбента в количестве 15-25 мл помещают в предварительно вакуумированную емкость, снабженную мейалкой, и вводят дозу растворимо.го газа, находящегося под давлением 3,0 - 5,0 МПа. Газ с абсорбентом пе ремешивают до установления постоянного давления Р 0,7 МПа. О степени 1} створимости углеводородов в абсор бенте судят по величине падения дав ления в сосуде и результатам хромат графического анализа rasei, полученного в сосуде. Подобным образом опы проводят при давлениях 1,0; 2,О; 3,0, 4,о; 5,0 и 5,8 МПа. Данные опыта приведеШз в табл. 1 П р и м е р 2. Разделение газовой смеси того же состава, что ив примере 1, при 20 и давлениях 0,5; 3,0 и 6,0 МПа аналогичным образом проводят с применением в качестве абсорбента полиэтилсилоксановой жидкости Спэсж). ПЭСЖ является также стойким, не агрессивным соединением и обладает следующими физико-химическими характеристиками:Удельный л вес, г/см 0,96-0,98 Вязкость при 20С, сСт Температура измерения, С Молеку- лярный вес Химическая формула абсорбента Л R R-5-i-o4e -OJx-Si R II где R - углеводородные радикалы CHj или (для ПЭСЖ - радикал . Результаты опыта приведены в табл. 2. Из данных, представленных в табл.1 и 2, видно, что ТФПМС и ПЭСЖ-2 обладают наибольшей поглотительной способностью по отношению к пропану и этану и наименьшей к СОя и метану, причем с увеличением давления растворимость пропана и этана увеличивается в большей степени, что позволяет селективно поглощать в зоне абсорбции и выделять в зоне регенерации углеводородыПрименение предлагаемого способа в связи с уменьшением объемов извлекаемых компонентов и используемого циркулирующего абсорбента в несколько раз приводит к значительному сокращению капитальных затрат по узлам абсорбции и десорбции, насосному и теплообменному оборудованию, а также эксплуатационных расходов на .циркуляцию абсорбента и на его регенерацию. Предлагаемый способ намного экономичнее известного, позволяет достичь экономического эффекта 1,75 млн. руб. в год на установке мощностью 1 млрд. м перерабатываемого газа. Кроме того, изобретение позволяет сократить в два раза капитальные затраты на регенерацию углекислого газа, заканчиваемого в пласт и, таким образом, способствует развитию этого перспективного метода добычи нефти. При этом существенно сокращаются эксплуатационные затраты за счет уменьшения объема (в 5-6 раз) циррулирующего абсорбента.

л и ц а 1

Т а б