способ разделения компонентов природного газа

Формула изобретения

1. Способ разделения компонентов природного газа, включающий двухступенчатое фракционирование сырьевой смеси углеводородов в ректификационных колоннах, отличающийся тем, что сырьевую смесь подвергают предварительной сорбционной очистке на цеолитах с последующей десорбцией и охлаждением цеолита при отношении длительности циклов сорбции, десорбции и охлаждения, равном 1:1:1 - 2:1:1 соответственно, фракционированию на первой ступени подвергают смесь углеводородов, содержащую фракцию C₂ в количестве не более 1,2 мас. %, при этом на первой ступени фракционирования снизу колонны отводят пентан-гексановую фракцию, а отводимую сверху колонны смесь углеводородов подают на вторую ступень фракционирования с выводом фракции C₄ снизу колонны и фракции C₃ сверху колонны.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что на первой ступени фракционирования при давлении в колонне 1,65 МПа температуру верха колонны поддерживают равной 75-80^oC, а низа колонны равной 148-158^oC.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что на второй ступени фракционирования температуру верха колонны поддерживают равной 55-58^oC, а низа колонны равной 80-90^oC.

4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что отношение плотности орошения колонн на первой и второй ступенях фракционирования устанавливают 1:1,4 соответственно.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области химической, газовой и нефтяной отраслям и может быть использовано для получения целевых фракций углеводородов из природного сырья.

Известен способ переработки высокосернистого газоконденсата, который предусматривает многостадийную очистку сырья от сероводорода, диметилсульфида путем экстракции щелочным раствором и разделение на целевые фракции C₅, C₃-C₄ и газовый бензин путем ректификации (SU 1097644, 1984).

Однако известный способ является сложным из-за многостадийной очистки.

Известны более простые способы разделения смеси углеводородов, природного газа, включающие ее фракционирование по крайней мере в две ступени в ректификационных колоннах, например SU 1704646, 1991, или SU 1664809, 1991, любой из которых можно принять за прототип предложенного изобретения.

Однако известные способы не предусматривают получения чистой фракции C₅-C₆, которую можно использовать в качестве товарного и целевого продукта.

Кроме того, при переработке высокосернистого сырья полученные продукты загрязнены соединениями серы.

Задачей настоящего изобретения является разработка простого и эффективного способа разделения углеводородного сырья на товарные фракции высокого качества.

Поставленная задача решается описываемым способом разделения компонентов природного газа, содержащего предельные углеводороды C₂-C₆, включающим двухступенчатое фракционирование сырьевой смеси углеводородов в ректификационных колоннах, причем сырьевую смесь подвергают предварительной сорбционной очистке на цеолитах с последующей десорбцией и охлаждением цеолита при отношении длительности циклов сорбции, десорбции и охлаждения, равном 1:1:1-2:1:1 соответственно, фракционированию на первой ступени подвергают смесь углеводородов, содержащую фракцию C₂ в количестве не более 1,2 мас.%, при этом на первой ступени фракционирования снизу колонны отводят пентан-гексановую фракцию, а отводимую сверху колонны смесь углеводородов подают на вторую ступень фракционирования с выводом фракции C₄ снизу колонны и фракции C₃ сверху колонны.

Предпочтительно, на первой ступени фракционирования при давлении 1,65 МПа температуру верха колонны поддерживать равной 75-80^oC, а низа 148-158^oC, на второй ступени фракционирования температуру верха колонны поддерживать равной 55-58^oC, а низа колонны равной 80-90^oC.

Предпочтительно проводить процесс на первой и второй ступенях фракционирования при отношении плотности орошения колонн 1:1,4 соответственно.

Проведение процесса в объеме заявленной совокупности признаков позволяет:

получить не содержащую сероводородов товарную пентан-гексановую фракцию по ТУ 51-525-98;

получить газы углеводородные сжиженные для автомобильного транспорта по ГОСТ 27578-87 и сжиженные углеводородные газы по ГОСТ 20448-90 при снижении удельных эксплуатационных затрат на 18-23%.

Пример осуществления способа.

Широкая фракция легких углеводородов, сконденсированная в процессе газоразделения природного газа на установке получения гелия, следующего состава, мас. %: C₂ - 0,79; C₃ - 47,60; C₄ - 33,39; C₅ - 14,40; (C₆+b) - 3,82 в жидкой фазе в количестве 90 т/час поступает в отделение очистки вниз адсорбера, загруженного синтетическими цеолитами типа NaX.

Пройдя слой адсорбента, фракция легких углеводородов очищается от тяжелых сернистых соединений, а адсорбер опорожняется от жидкой фазы углеводородов и переводится на режим регенерации адсорбента. Далее газ охлаждения смешивается с газом регенерации и поступает в охлаждаемый адсорбер. Отношение длительности циклов сорбции - десорбции - охлаждения цеолита составляет 1:1: 1 соответственно.

Очищенная от тяжелых сернистых соединений фракция легких углеводородов с содержанием C₂ 0-79 мас.% с температурой 74^oC поступает на первую ступень фракционирования - ректификационную колонну. Давление в колонне поддерживают 1,65 МПа, температуру верха и низа колонны поддерживают равной 78^oC и 155^oC соответственно. Плотность орошения колоны составляет 1,8. Нижним продуктом ректификационной колонны является пентан-гексановая фракция, выводимая в виде целевого продукта в количестве 9,533 т/час, а верхнюю фракцию - смесь очищенных жидких углеводородов подают на вторую ступень фракционирования - в другую ректификационную колонну, предназначенную для получения пропана автомобильного и бутана технического.

Вверху колонны поддерживают температуру 57^oC, а внизу колонны 85^oC. Плотность орошения колонны составляет 2,1.

Верхний целевой продукт колонны - пропан автомобильный в количестве 52,893 т/час выводят сверху колонны и подают на склад.

Снизу выводят нижний целевой продукт ректификационной колонны - бутановую фракцию в количестве 27,574 т/час и подают на склад.

Данные по материальному балансу процесса представлены в таблице.