Способ подготовки природных и нефтяных газов к транспорту

Способ подготовки природных и нефтяных газов к транспорту

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

О П -Й-И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ (ii) 740807

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 170277 (21) 2473605/23-04 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет (51)М. Кл.

С 10 G 5/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 15.06.80. Бюллетень № 22

Дата опубликования описания 150680 (53) УДК 547.183. .26(088.8) М.A. Берлин, Э.Б. Кислый, A.Ì. Цыбулевский, E.A. Меркулов, И.М.Молочников, В.A.Ëoïàòèíñêèé, В.В.Веселов и H.Ò,Ìåøåíêî (72) Авторы изобретения

Всессноэный научно-исследовательский и проектный институт по переработке газа и Институт газа AH Украинской CCP (71) Заявители (54) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ПРИРОДНЫХ И НЕФТЯНЫХ

ГАЗОВ К ТРАНСПОРТУ

Изобретение относится к способу подготовки природных и нефтяных газов к транспорту и может быть применено на нефтедобывающих предприятиях и гаэоперерабатывающих заводах.Природные и нефтяные газы содержат до 100 r/мз, а в отдельных случаях до 450 г/мз углеводородов Сз.в.

В связи с этим газы без соответствующей подготовки не могут транспортировать на дальние расстояние, так как во время транспорта может происходить конденсация углеводородов, которая приводит к образованию жидкостных пробок, что снижает пропускную способность газопроводов, а в отдельных случаях к его полному перекрытию.

В настоящее время при подготовке газа к транспорту из него выделяют 20 высшие гомологи метана (пропан, бутаны, пентаны и высшие), которые являются сырьем для нефтехимической промышленности, а так же могут быть использованы в виде сжиженного газа для бытовых целей.

Известен способ подготовки природных и нефтяных газов к транспорту путем адсорбции из газа углеводородов Сз (1) . 30

Согласно этому способу сырой неподготовленный гаэ подают в адсорбер, находящийся в режиме адсорбции; иэ адсорбера отводят отбенэиненный гаэ, который можно транспортировать по магистральным газопроводам;в это время второй адсорбер находится в режиме регенерации, которую осуществляют исходным газом, нагреваемым в рекуперативном теплообменнике и печи, после чего газ пропускают в качестве десорбирующего агента через насыщенный углеводородами Сз задсорбент; затем газ, насыщенный парами высших углеводородов, охлаждают в теплообменнике и холодильнике с целью конденсации углеводородов и направляют в сепаратор, где отделяют жидкие угле- водороды С„+ рт газа, а газ после сепаратора подают на вход адсорбера, находящегося в режиме адсорбцин.

Однако, способ подготовки газа к транспорту путем адсорбции из него

C,äèìååò недостаток, заключающийся в больших капиталовложениях, требуемых для его осуществления. Это связано с тем, что газы регенерации, составляющие от 10 до 25% от исходного количества газа, после регенерации адсорбента направляют снова в цикл

740807 адсорбцин на вход в адсорбер, что приводит к значительному увеличению его размеров.

Цель изобретения — снижение эксплуатационных затрат при подготовке природных и нефтяных газов к транс- 5 порту .

Поставленная цель достигается способом подготовки природных или нефтяных газов к транспорту путем адсорбционного извлечения из них конден сирующихся углеводородов С э, с последующей десорбцией этих углеводородов исходным газом, при этом десорбнрованные конденсирующиеся углеводороды С;,щподвергают каталитической конверсии с водяным паром в присутствии никельхромового или никелькизельгурового катализатора при давлении 10-70 ата, температуре

350-450"C и объемной скорости 5001500 ч

Отличие предложеного способа состоит s том, что десорбированные конденсирующиеся углеводороды С подвергают каталитической конверсии с водяным паром при укаэанных выше 25 условиях.

На чертеже схематически изображено устройство для подготовки природных и нефтяных газов к транспорту.

Природный или нефтяной газ под давлением 10-70 ата (давление в магистральном газопроводе) к температуре 0-40 С направляют в один иэ периодически работающих адсорберов

1 (или 2), заполненных активированным углем типа AP или иолекулярными ситами типа Х, при этом объемная ско-1 рость подачи газа равна 500-2000 ч из адсорбера 1 (или 2) получают отбензиненный газ, подготовленный для транспорта; в то же время во второй адсорбер 2 (или 1), находящийся в режиме регенерации, подают для pere нерации адсорбента сырой (исходный газ, который предварительно подогревают в рекуперативном теплообменнике

3 за счет газов конверсии: с низа адсорбера 2 (илн 1) отводят гаэ насыщенный углеводородами С,, смешивают его с потоком водяного пара в соотношение газ: водяной пар равном 4-6:

:0,8-1 и подают в печь 4, откуда подогретую смесь газа е водяными парами направляют в реактор 5 с объемной скорОстью 500-1500 ч при давлении

10-76 кгс/см, где происходит, в

2 присутствии никельхромового (или никелькиэельгурового) катализатора при 350-450 С, каталитическая конверсия углеводородов С в метан; продукты конверСии из реактора 5 направляют в рекуперативный теплообменник 3 на подогрев сырого газа, подаваемого на десорбцию, а затем по пинии отбенэиненного газа выводят с установки.

В исходном сыром газе содержание углеводородов С +в составляет = 1 2% .

Газ, поступающий на конверсию, после процесса десорбции имеет переменный состав. Поэтому во всех примерах приведен состав газа, в начале цикла десорбции (содержание С, "82%) и в конце цикла десорбции (содержание

С, 12%) . Состав газа в конце цикла десорбции совпадает с составом исходного сырого газа, поскольку процесс десорбции прозодят исходным газом. Этот факт является тем признаком, по которому прекращают процесс десорбции и происходит переключение адсорбера.

Время адсорбции 4 ч, десорбции

2 ч. При десорбции первым десорбируется пропан, затем бутан, последним пентан и выше.

Пример 1. В качестве исходного газа, подготавливаемого к транспорту нефтяной газ Самотлорского месторождения следующего состава:

СН4

С2Н 5,38, Сэ Нй 7,53, изо-C4H„p 1,08; н-С4Н„2, 37; изо-С Н42 О, 4 3, н-СэН42

0,43, С,. 0;21, Отбензиненный газ после адсорбции активированным углем имеет следующий состав, %: СО2 О, 751 N О, 97;

СН4 92 17; CgHg 6,11 °

Газ десорбции имеет переменный состав, %: СО 0,14; N2 0,18; СН, 18,67; С2 Нб 1,23; СэН@. 49,08; изо-С H„p 7,17; н-C4Hqp 15,81; изо-С Н„2

3,28; н-С Н42 3,23; Св з1,251 в конце десорбции, % СО 2 0,64 1 N2 О, 86;

СН4 81,07; С2 На5,38; СэНэ 7,53; изо-С4Н4О 1,08; и-С4Н4р 2,37; иэо-СэН42

0,43; í-С Н42 0,43у С6+з 0,21.

Газ десорбции смешивают с водяным паром в молярном соотношении газ:

Н2Π— 5:1 и затем пропускают через разогретый до 350 С слой никельхромового катализатора (содержащего

50% Ni) при давлении в реакционной системе 30 ата с объемной скоростью

1500 ч

Очищенный гаэ, выходящий из реак-,. тора, имеет следующий средний состав, %: СО2 7,73; 02 0,63; СН4 90,88;

Н2 0,76.

Процесс адсорбции ведут при 35oci давлении 30 ата и объемной скорости

500 ч, а процесс десорбции ведут при 250 С и давлении 30 ата.

Пример 2. В качестве исходного газа берут нефтяной гаэ того же состава, что и в примере 1.

Процесс адсорбции газа ведут при

40 С, давлении 70 ата и объемной о скорости 1500 на молекулярном сите типа Х, отбензиненный газ имеет состав, соль.%: CO2 0,72; И 0,96;

СН4 92,26; С2Ня 6,06.

Процесс десорбции ведут при 250 С о и давлении 70 ата. Газ десорбции в начале цикла имеет состав, моль,%:

740807

СО 0,12; N> 0,16 7; СН 4 16,219;

С Н 1,072; С Нв 51,464; иэо-С Н„, н-С Н„, 2,904; С +„ 1,464, в конце цикла имеет состав, моль,%: СО 0,64;

И 0,86; СН4 81,07; С Н 5,38; 5

САН% 7,53; изо-С4 Нщ 1,08; н-С Н „

2,37; иэо-С Н„ 0,43; н-С Н 0,43;

С +.я0, 21 .

Гаэ десорбции смешивают с водяным паром в молярном соотношении газ:

Н О вЂ” 5:1, затем пропускают через слой никельхромомового катализатора (50% Ni) при давлении в реакционной системе 70 ата, при 450 С, с объемной скоростью 1500 ч ", 15

Газ конверсии имеет состав, моль,%:

СО 7,691 N 0,52; СН4 89,69; Н 2,1.

Пример 3. Сырье, условия процессов адсорбции и десорбции те же, что в примере 2. Конверсию газа десорбции проводят при молярном соотношении гаэ:вода - 5:1 в реактиве с никельхромовым катализатором при

450 С, давлении 70 ата, с объемной скоростью 5000 ч ".

Гаэ конверсии имеет следующий состав, моль,%: СО 7,85; Ng 0,48;

СН4 84,98; С Н 0,20; Hg 6,49.

Пример 4. Исходный газ тот же, что и в примере 1. Адсорбцию проводят при 10оС, давлении 10 ата и объемной скорости 1000 ч .

Состав отбенэиненн ого газа, моль.%:

СОд 0,60у N 0,80; CH g 84,8; C@Hg5,6;

СЭН8 6,6; изо-С4Н о О, 5; н-С4Н о 1,1°.

Десорбцию ведут при 250оС, давле- З5 нии 10 ата.

Газ десорбции в начале цикла имеет следующий состав, моль.%: СО 0,15;

Ny 0,18; СН4 16,214; С1Не 1,071;

СЗНВ 23,31; изо-С4Н о 11,692; н-С4Н о 40

25 р51 у иэо СgНг12 7 р 38у н СgН g 7р 38у

g>

0,86; СН4 81,07; С Н6 5,38; СзНв 7,53 из о-С4 Н о 1, 08; í-С4 Н о 2, 37; из о-С5 H

0,43; н-СзН) 0,43; Cgg+,21. Газ десорбции смешивают с водяным паром в молярном соотнсшении газ:вода — 5: 1, пропускают через слой никельхромового катализатора (50% Ni), температура в реакционной системе 350 С, давление о

10 ата, с объемной скоростью 1500 ч .

Газ конверсии имеет состав, моль.%:

СО 7,75:. N 0.46: СН4 90,2; Hgl.69 при условиях конверсии — температура

450"С, давление 10 ата объемной скорости 1500 ч " . Гаэ конверсии имеет составi мо ьi%: Сох 7i943 N2 ог34

СН4 82,42; Н 1,19, Пример 5. Исходный газ и условия проведения процессов адсорбции и десорбции на активированном угле, а также процесса каталитической конверсии десорбированных углеводородов в присутствии никелькнзельгурового катализатора такие же, как в примере 1.

Гаэ конверсии имеет состав, моль,%:

СО 7,69у И 0,63; СН 90,50; С Н

0,42; Н. О, 16.

Формула изобретения

Способ подготовки природных нефтяных газов к транспорту путем адсорбционного извлечения иэ них конденсирующихся углеводородов С>+

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Чуракаев A.И. Гаэоперерабатывающие заводы, М., Химия, 1971, с.140-149 (прототип).

740807

Составитель Т,Раевская

Техред Ж.Кас телевич Корректор Г, Решетник

Редактор Л.Долинич

Подписное

Заказ 3291/3

Тираж 545

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.,д..4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4