способ разделения газа

Классы МПК:C07C7/00 Очистка, разделение или стабилизация углеводородов; использование добавок
F25J3/00 Способы и устройства для разделения компонентов газовых смесей, включая использование сжижения или отверждения
Автор(ы):, , ,
Патентообладатель(и):Государственное унитарное предприятие "Институт нефтехимпереработки Республики Башкортостан" (ГУП ИНХП РБ) (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2013-05-06
публикация патента:

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей и газоперерабатывающей промышленности и может быть использовано при разделении газа. Способ разделения газа включает ввод газа в абсорбер, на верх которого подают охлажденный абсорбент, с отбором с верха абсорбера сухого газа и выводом насыщенного абсорбента с низа абсорбера в ректификационную колонну, с верха которой отбирают пропан-бутановую фракцию, которую также используют в качестве флегмы, боковым погоном через отпарную секцию выводят газовый бензин и с низа колонны выводят абсорбент, который после охлаждения возвращают на верх абсорбера, с подачей в низ абсорбера, ректификационной колонны и отпарной секции тепла. Жидкость с нижних тарелок абсорбера нагревают остатком ректификационной колонны, предварительно нагретым в кипятильнике, и подают в низ абсорбера. Технический результат - снижение энергозатрат. 2 ил., 2 табл. способ разделения газа, патент № 2528689

способ разделения газа, патент № 2528689 способ разделения газа, патент № 2528689

Формула изобретения

Способ разделения газа, включающий ввод газа в абсорбер, на верх которого подают охлажденный абсорбент, с отбором с верха абсорбера сухого газа и выводом насыщенного абсорбента с низа абсорбера в ректификационную колонну, с верха которой отбирают пропан-бутановую фракцию, которую также используют в качестве флегмы, боковым погоном через отпарную секцию выводят газовый бензин и с низа колонны выводят абсорбент, который после охлаждения возвращают на верх абсорбера, с подачей в низ абсорбера, ректификационной колонны и отпарной секции тепла, отличающийся тем, что жидкость с нижних тарелок абсорбера нагревают остатком ректификационной колонны, предварительно нагретым в кипятильнике, и подают в низ абсорбера.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам разделения газа и может быть использовано в нефтеперерабатывающей и газоперерабатывающей промышленности.

Известен способ разделения газа в двух ректификационных колоннах (И.А. Александров. «Перегонка и ректификация в нефтепереработке». М.: Химия, 1981, с.283, рис.V-10a).

Недостатком данного способа является использование искусственного холода в качестве хладагента.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ разделения газа, включающий ввод газа в абсорбер, на верх которого подают охлажденный абсорбент, с отбором с верха абсорбера сухого газа и выводом насыщенного абсорбента с низа абсорбера в ректификационную колонну, с верха которой отбирают пропан-бутановую фракцию, которую также используют в качестве флегмы, боковым погоном через отпарную секцию выводят газовый бензин и с низа колонны выводят абсорбент, который после охлаждения возвращают на верх абсорбера, с подачей в низ абсорбера, ректификационной колонны и отпарной секции тепла (A.M. Чуракаев. «Переработка нефтяных газов». М.: Недра, 1983, с.116, рис.33).

Недостатком известного способа являются высокие энергозатраты в связи со значительным подводом тепла в низ абсорбера.

Задачей настоящего изобретения является снижение энергозатрат.

Указанная задача решается тем, что в способе разделения газа, включающем ввод газа в абсорбер, на верх которого подают охлажденный абсорбент, с отбором с верха абсорбера сухого газа и выводом насыщенного абсорбента с низа абсорбера в ректификационную колонну, с верха которой отбирают пропан-бутановую фракцию, которую также используют в качестве флегмы, боковым погоном через отпарную секцию выводят газовый бензин и с низа колонны выводят абсорбент, который после охлаждения возвращают на верх абсорбера, с подачей в низ абсорбера, ректификационной колонны и отпарной секции тепла, согласно изобретению жидкость с нижних тарелок абсорбера нагревают остатком ректификационной колонны, предварительно нагретым в кипятильнике, и подают в низ абсорбера.

За счет нагрева жидкости с нижних тарелок абсорбера остатком ректификационной колонны и подачи в низ абсорбера удается снизить количество тепла, подаваемого в низ абсорбера, и это решение позволяет снизить энергозатраты.

На фиг.1 представлена схема осуществления предлагаемого способа по варианту 1.

Нагретый сырьевой газ по линии 1 подают в абсорбер 2. С верха абсорбера 2 по линии 3 отводят сухой газ. На верх абсорбера 2 по линии 4 подают охлажденный в холодильнике 5 абсорбент. Из абсорбера 2 по линии 6 отводят жидкость, нагревают в теплообменнике 7 горячим абсорбентом, подаваемым по линии 8, и по линии 9 вводят в куб абсорбера 2. Остаток абсорбера 2 по линии 10 подают в кипятильник 11. Пары с верха кипятильника 11 по линии 12 возвращают в низ абсорбера 2. Жидкость с низа кипятильника 11 по линии 13 подают в ректификационную колонну 14. Пары с верха ректификационной колонны 14 конденсируют в конденсаторе 15 и по линии 16 подают в рефлюксную емкость 17. С низа рефлюксной емкости 17 отводят жидкость и по линии 18 возвращают на орошение ректификационной колонны 14. Балансовый избыток фракции C 3-C4 по линии 19 отводят с установки. Из ректификационной колонны 14 по линии 20 отводят боковой погон и подают на верх отпарной секции 21. Пары с верха отпарной секции 21 по линии 22 возвращают в ректификационную колонну 14. Жидкость с низа отпарной секции 21 по линии 23 подают в кипятильник 24. Пары с верха кипятильника 24 по линии 25 возвращают в низ отпарной секции 21. Жидкость с низа кипятильника 24 по линии 26 отводят в качестве газового бензина. Жидкость с низа ректификационной колонны 14 по линии 27 подают в кипятильник 28. Пары с верха кипятильника 28 по линии 29 возвращают в низ ректификационной колонны 14. Жидкость с низа кипятильника 28 по линии 8 подают в теплообменник 7, а затем по линии 30 подают в холодильник 5. Туда же по линии 31 подают свежий абсорбент.

Вариант 2 работы схемы по предлагаемому способу, представленный на фиг.2, отличается от варианта 1 подачей жидкости с низа кипятильника 28 по линии 8 на теплообменные тарелки абсорбера 2, выводом ее по линии 9 и подачей в теплообменник 7 для нагрева сырьевого газа, подаваемого в теплообменник 7 по линии 1 и вводимого после нагрева по линии 6 в колонну 2.

Сравнительные показатели работы схем разделения газа по прототипу и предлагаемому способу приведены в прилагаемых таблицах.

Как видно из таблицы 1, предлагаемый способ по сравнению с прототипом позволяет снизить суммарный подвод тепла извне с 6,60 до 4,26-4,30 Гкал/ч, то есть в 1,54 раза, суммарный отвод тепла извне с 6,719 до 3,961-4,369 Гкал/ч, то есть в 1,54-1,70 раза.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет снизить энергозатраты.

Таблица 1
Основные показатели работы колонн
ПоказателиВариант 0 (прототип) Вариант 1 (предлагаемый способ)Вариант 2 предлагаемый способ)
1 23 4
Расход, т/ч способ разделения газа, патент № 2528689 способ разделения газа, патент № 2528689 способ разделения газа, патент № 2528689
- сырьевого газа 7,607,607,60
- абсорбента 35,0035,0035,00
- сухого газа 3,463,463,46
- фр. C3-C4 2,732,73 2,73
- газового бензина 1,411,411,38
- остатка K-2 из T-4 35,0035,0035,03
- паров с верха K-1 3,463,463,46
- орошения K-1 35,0035,0035,00
- жидкости с низа K-1 56,6454,7642,30
- жидкости с низа T-1 39,1442,4147,53
- паров из T-1 17,5012,353,21
- жидкости с низа T-2 -39,1439,14
- паров из T-2 -3,273,16
- жидкости с низа T-3 --42,30
- паров из T-3- -5,24
- паров в низ K-117,50 15,623,16
- питания K-239,14 39,1439,14
- паров с верха K-2 31,1831,1831,17
- острого орошения K-2 28,4528,4528,44
- бокового погона в K-3 3,623,623,62
- паров с верха K-3 2,212,212,24
- жидкости с низа K-3 в T-5 4,444,444,42
- паров в низ K-3 3,033,033,04
- жидкости с низа K-2 в T-4 89,5389,5389,54
- паров в низ K-2 54,5354,5354,51
Температура, °C способ разделения газа, патент № 2528689 способ разделения газа, патент № 2528689 способ разделения газа, патент № 2528689
- ввода сырьевого газа 4040 100
- ввода абсорбента 303030
- ввода орошения K-1 303030
- верха K-134 3434
- низа K-1118 107164
- в T-1186164 126
- в T-2 -187 186
- в T-3 --164
- ввода орошения в K-2 404040
- верха K-251 5151

- вывода бокового погона в К-3 9999100
- низа К-2241 241241
- в Т-4246 246246
- верха К-3105 105106
- низа К-3147 147147
- в Т-5157157 156
- абсорбента из Т-1210135 150
- абсорбента из Т-3-- 190
Давление, атаспособ разделения газа, патент № 2528689 способ разделения газа, патент № 2528689 способ разделения газа, патент № 2528689
- верха К-1 14,0014,0014,00
- низа К-114,46 14,4614,46
- в Т-114,56 14,5614,43
- в Т-2- 14,6614,66
- в Т-3-- 14,45
- в Е-2 10,8010,80 10,80
- верха К-2 11,0011,0011,00
- низа К-211,60 11,6011,60
- в Т-411,90 11,9011,90
- верха К-311,38 11,3811,38
- низа К-311,57 11,5711,57
- в Т-511,88 11,8811,88
Тепло, Гкал/чспособ разделения газа, патент № 2528689 способ разделения газа, патент № 2528689 способ разделения газа, патент № 2528689
- вводимое с сырьевым газом способ разделения газа, патент № 2528689 способ разделения газа, патент № 2528689 способ разделения газа, патент № 2528689
- вводимое с абсорбентом 0,6990,699 1,005
- отводимое в Х-1 0,4930,4930,493
- подводимое в Т-1 4,3361,9861,578
- подводимое в Т-2 3,3002,5300,886
- подводимое в Т-3 -0,8000,760
- отводимое в Х-2 --1,348
- подводимое в Т-4 2,3832,3832,383
- подводимое в Т-5 3,3003,3003,300
- суммарный подвод тепла извне в Т-1 (прототип), Т-2, Т-4, Т-5 (варианты 1 и 2) 0,2000,2000,200
- суммарный отвод тепла извне в Х-1 и Х-26,6004,300 4,260
способ разделения газа, патент № 2528689 6,7194,369 3,961
Число теоретических тарелок (двухсливные клапанные) способ разделения газа, патент № 2528689 способ разделения газа, патент № 2528689 способ разделения газа, патент № 2528689
- в 1 секции К-1 способ разделения газа, патент № 2528689 способ разделения газа, патент № 2528689 способ разделения газа, патент № 2528689
- во 2 (отгонной) секции К-11414 14
- в 1 секции К-2 777
- во 2 секции К-2 777
- в 3 (отгонной) секции К-2 999
- в К-39 99

способ разделения газа, патент № 2528689 1414 14
Диаметр, мспособ разделения газа, патент № 2528689 способ разделения газа, патент № 2528689 способ разделения газа, патент № 2528689
- K-1 1,21,21,0
- K-22,0 2,02,0
- K-30,6 0,60,6
Расстояние между тарелками, ммспособ разделения газа, патент № 2528689 способ разделения газа, патент № 2528689 способ разделения газа, патент № 2528689
- в K-1 400400400
- в K-2400 400400
- в K-3300 300300
Линейная/максимально-допустимая скорость пара, м/с способ разделения газа, патент № 2528689 способ разделения газа, патент № 2528689 способ разделения газа, патент № 2528689
- в K-1 способ разделения газа, патент № 2528689 способ разделения газа, патент № 2528689 способ разделения газа, патент № 2528689
- в K-2 0,10-0,18/0,26-0,410,10-0,18/0,26-0,41 0,14-0,24/0,24-0,41
- в K-3
0,12-0,19/0,21-0,260,12-0,19/0,21-0,26 0,12-0,19/0,21-0,26
0,12-0,15/0,15-0,170,12-0,15/0,15-0,17 0,12-0,15/0,15-0,17
Высота подпора слива, ммспособ разделения газа, патент № 2528689 способ разделения газа, патент № 2528689 способ разделения газа, патент № 2528689
- в K-1 28-4128-4131-44
- в K-217-43 17-4319-43
- в K-312-13 12-1312-13
Содержание, % масс. способ разделения газа, патент № 2528689 способ разделения газа, патент № 2528689 способ разделения газа, патент № 2528689
- C3 в сухом газе0,120,10 0,20
- абсорбента в сухом газе3,31 3,313,30
- C2 во фр. C3-C4 0,290,290,29
- C5 во фр. C3 -C40,09 0,090,11
- C4 в газовом бензине0,09 0,090,06
- фр. >110°C в газовом бензине 2,922,92 2,64
- фр. до 100°C в остатке K-22,022,02 2,08

Таблица 2
Состав сырья и продуктов разделения колонн, % масс.
Компоненты и фракции, °C Сырьевой газАбсорбент Сухой газ (вариант 0)Фр. C3 -C4 варианты 0 и 1)Газовый бензин (варианты 0 и 1)Остаток K-2 (варианты 0 и 1)Сухой газ (вариант 1) Сухой газ (вариант 2)Фр. C3 -C4 (вариант 2)Газовый бензин (вариант 2)Остаток K-2 (вариант 2)
C1 27,42-60,21 -- -60,2760.17 -- -
C2 16,63-36,36 0,29- -36,3236,32 0,29- -
C3 21,73-0,12 60,22- -0,100,20 60,22- -
iC4 4,14-- 11,47-- --11,47 --
nC 410,04- -27,93 0,09-- -27,910,06 -
iC5 2,21- -0,0811,76 -- -0,1012,05 -
nC5 2,67- -0,0114,38 -- -0,0114,71 -
40-50 1,00- --5,25 --- -5,37-
50-601,77 0,01- -9,580,01 -- -9,800,01
60-702,00 0,040,01 -11,110,02 0,010,01 -11,350,02
70-802,00 0,140,03 -12,200,08 0,030,03 -12,400,08
80-902,00 0,480,07 -14,020,34 0,070,07 -13,970,36
90-1003,28 1,410,16 -13,201,57 0,160,16 -12,601,61
100-1101,00 4,040,32 -5,494,00 0,320,32 -5,054,02
110-1201,00 10,880,62 -2,1810,95 0,620,62 -1,9710,95
120-1301,08 24,040,93 -0,6524,16 0,930,93 -0,5924,14
130-1400,01 26,560,69 -0,0826,52 0,690,69 -0,0726,49
140-1500,01 20,970,36 -0,0120,93 0,360,36 -0,0120,91
150- 1600,01 8,990,10 --8,98 0,100,10- -8,97
160-170- 1,990,02- -1,99 0,020,02- -1,99
170-180- 0,38-- -0,38- --- 0,38
180-190 -0,06- --0,06 --- -0,06
190-200-0,01 -- -0,01- --- 0,01
Z 100,00100,00100,00 100,00100,00 100,00100,00100,00 100.00100,00 100,00

Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2528689

patent-2528689.pdf

Класс C07C7/00 Очистка, разделение или стабилизация углеводородов; использование добавок

получение алкилированных ароматических соединений -  патент 2528825 (20.09.2014)
сохранение энергии при дистилляции тяжелых углеводородов -  патент 2527961 (10.09.2014)
регенерация очистительных слоев с помощью струйного компрессора в открытом контуре -  патент 2527452 (27.08.2014)
энергосбережение при ректификации тяжелых углеводородов -  патент 2527284 (27.08.2014)
адсорбционный способ разделения c8 ароматических углеводородов -  патент 2521386 (27.06.2014)
способ применения слоистых сферических катализаторов с высоким коэффициентом доступности -  патент 2517187 (27.05.2014)
способ удаления металлов из вакуумного газойля -  патент 2510987 (10.04.2014)
способ снижения кислотности углеводородов -  патент 2510726 (10.04.2014)
способ осушки и очистки углеводородных пропеллентов -  патент 2508284 (27.02.2014)
способ получения углеводородных пропеллентов -  патент 2508283 (27.02.2014)

Класс F25J3/00 Способы и устройства для разделения компонентов газовых смесей, включая использование сжижения или отверждения

способ выделения одноступенчатой ректификацией инертных газов из хвостовых газов и устройство для его осуществления -  патент 2528792 (20.09.2014)
способы выделения двухступенчатой ректификацией инертных газов из хвостовых газов и устройство для его осуществления -  патент 2528786 (20.09.2014)
установка для мембранного разделения неоно-гелиевой смеси -  патент 2528727 (20.09.2014)
способ сжижения высоконапорного природного или низконапорного попутного нефтяного газов -  патент 2528460 (20.09.2014)
способ охлаждения влажного природного газа и устройство для его осуществления -  патент 2528209 (10.09.2014)
установка подготовки углеводородного газа -  патент 2527922 (10.09.2014)
установка подготовки и переработки газовых углеводородных смесей (варианты) -  патент 2525764 (20.08.2014)
устройство для охлаждения и сепарации компрессата -  патент 2525285 (10.08.2014)
способ компримирования газа -  патент 2524790 (10.08.2014)
способ удаления азота -  патент 2524312 (27.07.2014)
Наверх