Способ деметанизации пирогаза

Способ деметанизации пирогаза

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Ресиублнн

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ИТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 170277 (21) 2453872/23-04 (51) M

С 10 G 5/06 с присоединением заявки МоГосударственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 230881. Бюллетень йо 31

Дата опубликования описания 2 0881 (53) УДК665. 723 (088, 8) Г-И.р. Воброввиков и З.Е. «видмвв:..;", f ю (72) Авторы изобретения в к о и

l ° кк

"l (71) Заявитель (54) СПОСОБ ДЕМЕТАНИЗАЦИИ ПИРОГАЗА

Изобретение относится к сопособу деметаннзации пирогаэа и может быть использовано в производстве низших олефинов в химической и нефтехимической промышленности.

Известен способ деметанизации пйрогаза путем низкотемпературной абсорбции. Способ заключается в абсорбировании этилена из метановодородной фракции более тяжелыми, чем этилен углеводородами (11.

Известен также способ деметанизации пирогаза путем низкотемнературной ректификации под давлением, двухступенчатой 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 f2). 20

Способ осуществляют путем охлаждения пирогаза с последовательно соединенных пропиленовых н этиленовых холодильниках, сеперации,его и подачи на ректификационную колонну. Верх- 2 ний поток колонны частично конденсируется холодом этиленового холодильного цикла, сепарируется на жидкость, подаваемую на орошение, и паровую метано-водородную фракцию с примесью. 30 этилена, которая в водородном низкотемпературном блоке путем дросселирования разделяется на водород и метан.

Деметаниэатор работает под давле нием 32-34 атм, что дает возможность конденсировать флегму с помощью этиленового холодильного цикла при температуре 95 Св.флегма содержит метан о и этилен, Можно проводить процесс таким образом, что после каждой ступени охлаждения устанавливается сепаратор, из которого жидкость направляется в колонну, а гаэ на последующую ступень охлаждения. В последнем сепара.торе поддерживается температура 130 С.

Недостатком известных способов являются потери этилена с метано-водородной фракцией в пределах 4-6 об.Ъ.

Цель изобретения — уменьшение потерь этилена.

Поставленная дель достигается тем, что способ деметанизации пирогаэа путем ниэкотемпературндй ректификации под давлением, двухступенчатой конденсации отходящих с верха ректификапионной колонны паров, сепарации жидкой и. газовой фаз notte каждой

1 ступени конденсации с последующим

857226 возвратом жидкой фазы на ректификацию в качестве флегмы, причем флегму подают двумя потоками, используя в качестве первого потока жидкую фазу первой ступени 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 C и второго потока 90-120 С.

На чертеже схематично изображено устройство, реализующее предлагаемый способ.

Способ деметаниэации пирогаза ,. осуществляют следующим образом. Сухой пирогаэ подают в холодильники 1, 2, 3, где он последовательно охлаждается за счет холода пропиленового и зтиленового хладоагентов и частично конденсируется. Далее пирогаэ подают в сепаратор 4, который разделяет его на паровую и жидкую фазы, подаваемые на верхнюю и нижнюю секции колонны деметанизации 5.

Кубовый продукт кОлонны 5, отпаренный от легких Фракций (водород, метан) в кипятильнике за счет тепла конденсирующегося горячего пропилена из холодильного цикла, подают на дальнейшее разделение. Пары с верха колонны 5 (водород, метан с примесью этилена) частично конденсируются в дефлегматоре 6 за счет холода этилена-хладоагента и поступают в первую флегмо:-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 эа счет холода остаточного газа и подают во вторую флегмовую емкость 10, где ее разделяют на паровую и жидкую фазы. Жидкую фазу подают в качестве .дополнительной флегмы (второго потока) насосом

l1 на колонну 5. Паровую фазу (метано-водородная фракция) направляют на водородный блок 12, где ее разделяют на водород и остаточный гаэ, который после дросселирования через клапан 13, используют в качестве хладоагента в низкотемпературном дефлегматоре 9.

Температуру основного потока флегмы поддерживают в пределах - 80-90 С в зависимости от подачи этилена-хла-, доагента в дефлегматор 7, а температуру „ дополнительного потока — в пределаЯ вЂ” 90-120 С в вависимости от о о подачи остаточного газа в низкотемпературный дефлегматор 9.

Колонна деметанизации работает под давлением до 40 атм при температуре верха до -105ОМ, температуре куба до + 25 С. Уровень потерь этилена с метано-водородной фракцией не превышает 1,5 вес.%.

1,54

21,73

0,32

35,46

10,39

17, 78

0,96

6,96

4,48

0,36

0,02

15 100,0

Давление в колонне 36 атм, температура верха колонны -81 С, температура в кубе 20 С.

Количество пирогаэа 30695,15 кг/ч.

Колонна деметанизации имеет 33 клапанные тарелки, На колонну подается 9,0 N /ч основ9 ной флегмы при температуре -90 С и

25 3,4 м /ч дополнительной флегмы при температуре -107 C. Соотношение пото- „ ков основной и дополнительной флегмы было равно 2,65:1. Подача основного потока флегмы осуществляется на 29

30 тарелку колонны, а дополнительного потока — на верхнюю 33 тарелку.

Метано-водородная фракция (остаточный газ), выходящая из второй флегмовой емкости имеет в своем сос35 таве следУющие компоненты, вес.%:

Водород 6,71

Метан 92,31

Этилен 0,92

Этан 0,06

49 100,0

Содержание метана в кубовой жидкости составляет 0,35 вес.%.

Пример 2. Пирогаэ, поступающий на колонну деметанизации имеет состав, аналогичный приведенному в примере 1. Давление в колонне 36 атм .

Температура верха колонны -87 С, температура куба 20 С. Количество пирогаза 31070 кг/ч. На колонну подается 10 м /ч основной флегмы при темЭ о пературе -90 C и 4,4 м9/ч дополнительной флегмы при температуре -112 С .

Соотношение потоков основной и дополнительной флегмы составляет,2,27:1.

И Подача основного потока флегмы осуществляется на 29 тарелку колонны, а дополнительного потока - на верхнюю тарелку.

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

Водород 6,72

Метан 92,50

Пример щий на колонну в своем составе вес.%:

Водород

Метан ацетилен

Этилен

Этан

Пропилеи

Пропан.

Фракция С4

Фракция С

Фракция С

Фракция С

1. Пирогаз, поступаюдеметанизации имеет следующие компоненты, 857226

Этилен

Этан

0,72

0,05

100,0

Содержание метана в кубовой жидкости составляет 0,37 вес.Ъ. 5

Пример 3. Пирогаз, поступающий на колонну деметанизации имеет состав, аналогичный приведенному в примере 1. Давление деметанизации

36 атм. Температура верха колонны -93 С, температура в кубе колонны

20 ОС.

Количество пирогаза, поступающего на колонну, составляет 31070 кг/ч.

На колонну подается 10 м /ч основной флегмы при -температуре -90 С и о

5,2 м /ч дополнительной флегмы при температуре -118 С. Соотношение потоков основной и дополнительной флегмы составляет 1,9:1. Подача ос- щ новного потока флегмы производится на 29 тарелку колонны, а дополнительного потока — на верхнюю тарелку.

Метано-водородная фракция, выходящая из ВТороА флегмовой емкости, имеет в своем составе следующие компоненты, вес.Ъ:

Водород 6,73

Метан 92,73

Этилен

Этан 0,03

100,0

1,52

21,36

0,22

37,31

10,35

16,61 а

Содержание метана в кубовой жидкости составляет 0,35 вес.Ъ. 35

Как видно из приведенных примеров,.потери этилена с метано-водородной фракцией снизились с 0,92 до 0,51 вес.Ъ за счет снижения температуры дополнительного потока флегьы, что соответственно увеличило поток дополнительного орошения и снизило соотношение потоков флеге с 2,65!1 до 1,9:1.

Таким образом, выбор основного и дополнительного потоков флегьы 45 осуществляется в зависимости от со» держания этилена в метано-водородной фракции (остаточном газе), что в свою очередь зависит от состава пирогаза, поступающего на деметани- яц зацию. Так при увеличении в пирогазе содержания водорода требуются более низкие температуры для конденсации этилена из остаточного газа.

Эта зависимость приведена в приме. рах 4 и 5. ,Пример 4. Пирогаз, поступающий на колонну деметанизации, имеет в своем составе следующие компоненты, вес.Ъ:

Водород 40

Метан

Ацетилен

Этилен

Этан

Пропилен

Пропан

Фракция

Фракция

Фракция

Фракция

0,88

С4 7., 03

С 4,33

С 0,32

С7. 0,04

° ». 100,0

Давление в колонне 36 атм, температура верха колонны -87 С, температура куба 20 С.

Количество пирогаза 30500 кг/ч.

На колонну подается 10 м /ч основной флегмы при температуре -87 С о и 4,3 м /ч дополнительной флегмы при температуре -119 С. Соотношение потоков основной и дополнительной флеге составляет 2,3:1. Подача основного потока флеге 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.Ъ!

Водород 6,48

Метая 92,.81

Этилен 0,68

Этан 0,03

100,0

Содержание метана в кубовой жидкости составляет 0,36 вес.Ф.

Пример 5. Пирогаз, поступающий на колонну имеет следующий состав, вес.%s

Водород 1,88

Метан 22,43

Ацетилен 0,36

Этилен 40,03

Этан 8,34

Пропилеи 15,45

Пропан 0,77

Фракция С4 7,52

Фракция С5. 2,66

Фракция С4 0,44

Фракция С7 0,12

100,0

Давление в колонне 36 атм, температура верха колонны -94 С, температура куба 20 С.

Количество пирогаза 30500 кг/ч.

На.колонну подается 9,5 м /ч основной флеге при температуре -120 С.

Соотношение потоков основной и дополнительной флеге составляет 1,7:1.

Подача основного и дополнительного потоков флеге производится аналогич,но примеру 4.

Иетано-водородная фракция, выходящая иэ второй флегмовой емкости, имеет в своем составе следующие компоненты, вес,.Ъ

Bqpopop 7,09

Метан 92,01

857226

0,84

0,06

Этилен

Этан

100,0

ВНИИПИ Заказ 71 45/41 Тираж 548 Подписное

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

Содержание метана в кубовой жидкости составляет 0,35 вес.В. . 5

Как видно из примеров 4 и 5, для достижения одинаковых результатов по снижению потерь этилена с метановодородной фракцией в случае увеличения содержания легких компонентов в пирогазе требуется снижать температуру дополнительного потока флегмы, что соответственно увеличивает поток дополнительного орошения и снижает соотношение потоков флеге.

Как показывают вышеприведенные примеры реализации предлагаемого способа, значительное снижение потерь этилена с метано-.водородной фракцией Щ (МВФ) с 10-12 вес.Ъ до 0,5-0,85 вес.Ъ достигается путем повторной дефлегмации паров МВФ за счет рекуперации холода остаточного газа и подачи на

KQJIOHHQ pOIIO3IHHTeJIBHOZ O IIOTOKB флего мы при температуре -90-120 С.

Формула изобретения

Способ деметанизации пирогаза путем низкотемпературной ректификации под давлением, двухступенчатой конденсации отходящих с верха ректификационной колонны паров, сепарации жидкой и газовой фаз после каждой ступени конденсации с последующим возвратом жикой фазы на ректификацию в качестве флегмы, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью уменьшения потерь этилена, флегму подают двумя потоками, используя в качестве первого потока жидкую фазу первой ступени 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 90-120 С.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Клименко А.П. Получение этилена из нефти и газа. М., Гостоптехиздат. 1962, с. 93.

2. Степанов А.В. Производство этилена. Киев, "Наукова дума", 1973, с. 36-38 (прототип).