CS258326B1

CS258326B1 - Způsob oddělování uhlovodíků z kyselých plynů a zařízení k provádění tohoto způsobu

Info

Publication number: CS258326B1
Application number: CS864930A
Authority: CS
Inventors: Ludek Vins
Original assignee: Ludek Vins
Priority date: 1986-06-30
Filing date: 1986-06-30
Publication date: 1988-08-16
Also published as: CS493086A1

Abstract

Řešení se týká způsobu oddělování uhlovodíků z kyselých plynů rektifikací za tlaku nad 0,4 MPa a zařízení k provádění tohoto způsobu. Podstata způsobu spočívá v tom, že se úplná tepelná regenerace metanolu provádí za tlaku o 0,001 MPa až 0,05 MPa vyšším než je tlak při rektifikaci kyselých plynů, potom se kyselé plyny a uhlovodíky po ochlazení na teplotu -20° až -40 °C a do odloučení metanolu zavedou do· rektifikačního dělení. Plyny se chladí v hlavě kolony amoniakem, vroucím za teploty -40 °C až -50 °C a uhlovodíky v patě kolony ae ohřívají amoniakem o tlaku Q,6,MPa a vyěším. Podstata zařízení k provedení způsobu podle vynálezu spočívá v tom, že do potrubí spojujícího.spodní část koncentrační kolony se středem desorpční kolony je vloženo Éerpadlo, a výstup chladiče kyselých plynů je spojen se středem rektifikační kolony.

Description

Vynález se týká způsobu oddělováni uhlovodíků a vyšších z kyselých plynů obsahujících H^S a C0-, které se uvolnují z metanolu při jeho úplné tepelné regenerací.

Při praní plynu studeným metanolem se v prvním stupni z plynu odstraňuje sirovodík. Současně se sirovodíkem se v metanolu absorbuje též Část C0₂, uhlovodíky a další plyny. Máli se sirovodík takto získaný přeměnit na síru Clausovým způsobem, musí se sirovodík v metanolu zkoncentrovat. Při koncentraci se z metanolu uvolni značná část C0₂ a též pohlcené plyny s menším absorpčním koeficientem než má C0₂· Po následující úplné tepelné regenerací za mírného přetlaku se z metanolu oddělí kyselé plyny obsahující i velké množství uhlovodíků Cj a vyšších. S ohledem na kvalitu vyráběné síry je ' třeba co nejvíce snížit obsah uhlovodíků v kyselých plynech. Jedna z možností je praní kyselých plynů některým z aminů. Nevýhoda, tohoto způsobu spočívá v tom, že se absorbuji kyselé plyny, které se při desorpci.vypuzuji. Uhlovodíky se absorpce nezúčastní. Vzhledem k tomu, že kyselých plynů je dokonce víc než uhlovodíků, je toto absorpční čištěni velmi náročné na spotřebu páry při desorpci. Nabízí se druhá možnost, a sice rektifikační rozděleni na kyselé plyny bez uhlovodíků a na uhlovodíky. Pro rektifikační rozděleni se musí tlak surových kyselých plynů zvýšit asi na 0,5 MPa, což je energeticky náročné. Nevýhody současného stavu odstraňuje způsob dle vynálezu.

Podstata způsobu oddělováni uhlovodíků z kyselých plynů rektifikaci za tlaku nad 0,4 MPa spočívá v tom, že se úplná tepelná regenerace metanolu provádí za tlaku o 0,001 MPa až

0,05 MPa vyšším než je tlak při rektifikaci kyselých plynů, načež se kyselé plyny s uhlovodíky po ochlazení na teplotu

-20 °C až -40 °c a po odloučeni metanolu zavedou do rektifikačnihó děleni. Podstata způsobu oddělováni uhlovodíků z kyše lých plynů rektifikaci spočívá dále v tom, že se plyny chladl v hlavě kolony amoniakem vroucím za teploty -40 °C až -50 °C a uhlovodíky v patě kolony se ohřívají amoniakem o tlaku 0,6 MPa a vyšším.

Zařízeni k prováděni způsobu podle vynáte2u sestává z ko Ion, vařáků, kondenzátorú, výměníků tepla, čerpadel, potrubí a armatur, a jeho podstata spočívá v tom, že do potrubí spojů jici spodní část koncentrační kolony se středem desorpčni kolony je vloženo čerpadlo, a dále, že výstup chladiče kyselých plynů je spojen se středem rektifikačnl kolony.

Způsob a 2ařizeni k oddělováni uhlovodíků z kyselých plynů má proti současnému stavu řadu výhod: Na zvýšeni tlaku kyselých plynů se spotřebuje jen velmi malé množství energie, protože se stlačuji pohlcené v metanolu, p?1čemž desorpce pohlcených plynů z metanolu probíhá za tlaku, kde k ohřevu vařáku postačí nízkotlaká pára, běžně používaná pro. regeneraci metanolu. Pro chlazeni kondenzátorú postačí amoniak vroucí při stejné teplotě jako amoniak ochlazující metanol při absorpci, takže neni zapotřebi žádna samostatné zařízeni. Oddělené uhlovodíky jsou k dispozici v kapalné formě, -takže se daji skladovat jako kapalina a stlačovat čerpadlem na vyšší tlak při malé spotřebě energie. Zařízeni je velmi jednoduché a jednoduše regulovatelné.

Provedeni způsobu a zařízeni na oddělováni uhlovodíků z kyselých plynů je schematicky znázorněno na přiloženém obrázku.

Na obrázku značí 1* koncentrační kolonu s přívodem 2 metanolu s pohlceným sirovodíkem, s přívodem 3 metanolu be2 sirovodíku, s odtahem 4 uvolněných plynů a s odtahem £ částečně desorbovaného metanolu, dále č> čerpadlo, 2 výměník tepla, 8 desorpčni kolonu s vařákem 9, kondenzátorem 10, sběračem 11 kondenzátu,chladičem 12 odplynů, čerpadlem 13 a čerpadlem 14, a dále 15 rektifikačnl kolonu s vařákem 16, kondenzátorem 17 včetně odlučovače 18, s přívodem 19 odplynů.

odtahem 20 kyselých plynů, odtahem 21 kapalných uhlovodíků, přívodem 22 kapalného amoniaku, odtahem 23 plynného amoniaku, přívodem 24 a odtahem 25 kapalného amoniaku.

Příklad» '

Metanol s pohlceným sirovodíkem, C0₂ a dalšími plyny vstupuje o tlaku 0,15 MPa a teplotě -60 °C přívodem 2. do koncentrační kolony 1_, kde se na stěnách trubek této kolony ohří vá na teplotu -8 °C. Přitom se ž metanolu uvolňuji plyny o.bsa hujici přednostně C0₂, které stoupaji vzhůru proti proudu kapaliny. Výměnou tepla a hmoty mezi stékající kapalinou a stou pajicimi plyny dochází ke koncentraci sirovodíku v metanolu, ale též ke koncentraci propanu a vyšších uhlovodíků. Takto uvolněné plyny se propiraji metanolem obsahujícím C0₂, avšak bez sirovodíku za účelem odstraněni sirovodíku. Metanol bez sirovodíku vstupuje do koncentrační kolony 1^ přívodem 3. Uvol něné plyny zbavené sirovodíku odcházejí odtahem 4. Metanol částečně desorbovaný s koncentrovaným sirovodíkem odchází odtahem _5 a stlačuje se čerpadlem 6. na tlak 0,51 MPa,' načež po ohřáti ve výměníku 7 tepla vstupuje metanol do desorpčni kolo ny 8., kde se ohřevem ňa teplotu 113 °C z metanolu vypudí všechny pohlcené plyny a současně se odpaří část metanolu. Pá ry metanolu s uvolněnými plyny, vystupující z hlavy desorpčni kolony 8 se zkondenzuji v kondenzátoru 10. Plyny od kondenzátu se oddělí ve sběrači 11. Uvolněné kyselé plyny s uhlovodíky se ochladí v chladiči 12 na teplotu -25 °C, přičemž zkondenzuje většina par metanolu obsažených v těchto plynech. Zkondenzovaný metanol se dopravuje ze'sběrače 11 čerpadlem 13 ňa hlavu desorpčni kolony 8·.

Odplyny z regenerace metanolu, tj. kyselé plyny s uhlovo díky se zaváději přívodem 19 do rektifikačni kolony 15, kde se za tlaku 0,5 MPa rozdělí na kyselé plyny bez uhlovodíků, které odcházejí odtahem 20, a na kapalné uhlovodíky, které od cházeji odtahem 21.. Hlava kolony se chladl amoniakem vroucím při teptotě -45 °C v kondenzátoru 17 s odlučovačem 18. Kapalný amoniak se přivádí do odlučovače 18 přívodem 22 opatřeným škrticím ventilem. Plynný amoniak se z odlučovače 18 odvádí odtahem £3. Vařák 16 rektifíkačni kolony 15 je ohříván tlakovým kapalným amoniakem přiváděným přívddem 24 a odváděným odtahem 25.

Zřegenerováný metanol ze.spodku desorpčni kolony 8 se dopravuje čerpadlem 14 přes výměník tepla 7a mezitrubkový prostor koncentrační kolony £, ochlazený na teplotu na praní plynu·

Celková materiálová bilance oddělováni uhlovodíků z kyselých plynů je v následující tabulce, kde čísla proudů se shodují se vstupními a výstupními potrubími.

3_4 5 - 192021

^H2	0,0018	0,0079	0,0044	•			-.—.
CO	0,0002	0,0000	0,0002
^N2	0,0001	0,0009	0,0004	/
h₂s	3,9390	0,0000	5 ppM	27,06	27,06	0/97	34,72
co₂	92,3720	98,5945	99,241	49,69	49,69	0,00	64,29
CH₄	0,0546	0,0391	0,025	0,28	0,28	1,23	0,00
^C2^H6	0/2534	1,2339	0/548	1,03	1/03	1,30 .
^C3+	3,3789	0,1237	0/181	21,94	21/94	96,50	0,99
Σ	100,0000	100,0000	100/000C	100,00	100/00	100,00	100,00
kmol/h	1254,165	667	1738/6	182,565	182/565	41,451	141,114
CHjOH kmol/h	4229,18	2537	0,18	6766	0	ΛΤ 0	«0
°C	—60	-62	-60,5	-8	-25	-40	2
MPa	0,15	0,15	0,15	0,17	0/5	0,5	0,5

Claims

1. Způsob oddělováni uhlovodíků z kyselých plynů rektifikaci za tlaku nad 0,4 MPa, vyznačený tím, že se úplná tepelná regenerace metanolu provádí za tlaku o 0,001 MPa až 0,05 MPa vyšším, než je tlak při rektifikaci kyselých plynů, na čež se kyselá plyny s uhlovodíky po ochlazení na teplotu -20 °C až -40 °C a po odloučeni metanolu zavedou do řekti fikačniho děleni.

2. Způsob podle bodu 1, vyznačený tim, že se plyny chladl v hlavě kolony amoniakem vroucím za teploty -40 °e až -50 °C a uhlovodíky v patě kolony.se ohřívají amoniakem o tlaku 0,6 MPa a vyšším.

3. Zařízeni k prováděni způsobu podle bodů 1 a 2, sestávající z kolon, vařáků, kondenzátorů, výměníků tepla, čerpadel, potrubí a armatur, vyznačená tim, že do potrubí /5/ spojujícího spodní část koncentrační kolony /1/ se středem desorpčni kolony 78/ je vloženo čerpadlo /6/, a dále, že výstup chladiče /12/ kyselých plynů je spojen se středem rektifikačni kolony /15/.