JPS59225127A - Separation of high-boiling hydrocarbon - Google Patents

Separation of high-boiling hydrocarbon

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JPS59225127A
JPS59225127A JP9955383A JP9955383A JPS59225127A JP S59225127 A JPS59225127 A JP S59225127A JP 9955383 A JP9955383 A JP 9955383A JP 9955383 A JP9955383 A JP 9955383A JP S59225127 A JPS59225127 A JP S59225127A
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JP
Japan
Prior art keywords
hydrate
lng
hydrocarbons
mixed light
boiling
Prior art date
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Pending
Application number
JP9955383A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kimimichi Nakamura
中村 公道
Shigeoki Nishimura
西村 成興
Toshiki Mutsukushi
六串 俊己
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Tokyo Gas Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Tokyo Gas Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd, Tokyo Gas Co Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

PURPOSE:To separate inexpensively and simply high-boiling hydrocarbons such as 2-4C alkyls, etc. contained in mixed light hydrocarbons such as liquefied natural gas, etc. as inclusion compounds and to use them effectively, by bringing directly the mixed light hydrocarbons into contact with water. CONSTITUTION:The mixed light hydrocarbons 1 such as liquefied natural gas (LNG), etc. is directly brought into contact with the water 4 such as seawater, etc. under pressure preferably >=1kg/cm<2>.g, high-boiling components such as ethane, butane, and propane, etc. contained in the hydrocarbon 1 are processed into the inclusion compounds(hydrate) 7, so that they are simply separated from low-boiling components using effectively physical properties of LNG and seawater, etc. without using large energy like rectification and large-scale sevices. In the process, the amount of formation of the hydrate and its composition can be adjusted by controlling the pressure, temperature and retention time of the crystallizer 3, the vaporization of LNG and the separation of the high-boiling components can be carried out simultaneously.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、混合軽質炭化水素から高沸点炭化水素を分離
する方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a method for separating high-boiling hydrocarbons from mixed light hydrocarbons.

〔従来技術〕[Prior art]

天然ガスはメタン(以下OH4と略記する)を主成分と
する軽質炭化水素の混合物であるが、近年、天然ガス生
産地のみではそれを消費することができず、精製、液化
し、海外へ輸出しておシ、我国はそれを輸入している。
Natural gas is a mixture of light hydrocarbons whose main component is methane (hereinafter abbreviated as OH4), but in recent years it has become impossible to consume it only in natural gas producing areas, so it has been refined, liquefied, and exported overseas. Well, our country is importing it.

この液化天然ガス(以下LNGと略記する)の組成は一
定ではなく、エタン(以下02Haと略記する)、プロ
パン(以下03H8と略記する)及びブタン(以下C4
E10と略記する)等の高沸点成分が混入している。
The composition of this liquefied natural gas (hereinafter abbreviated as LNG) is not constant; it is ethane (hereinafter abbreviated as 02Ha), propane (hereinafter abbreviated as 03H8), and butane (hereinafter abbreviated as C4
(abbreviated as E10) etc.) are mixed.

このLNGから上記高沸点成分を分離して、有効利用す
ることが考えられるが、現在、実用化されている”H8
、C4HIO等の炭化水素の混合物からの分離は蒸留法
のみである。
It is conceivable to separate the high boiling point components from this LNG and use it effectively, but the "H8
, C4HIO, etc. can be separated from a mixture only by distillation.

表1に、混合軽質炭化水素中に含まれる各成分の主な物
性を示す。
Table 1 shows the main physical properties of each component contained in the mixed light hydrocarbon.

第1表から明らかなように、各各の炭化水素の沸点はか
なシ異なっているが、混合物となった場合、各炭化水素
(特に炭素鎖の長いもの)の形状は、直線状とはならず
丸まる傾向となり、まだ、大きな分子間の透き間に他の
小さな分子が入り込む構造となっている。そのため、気
液平衡は単成分のそれからずれ、混合物としての気液平
衡を考慮する必要が生じ、精留塔が必要となる。LNG
の基地規模は、ますます大きくなる傾向にあシ、精留塔
も大きくなるものと考えられる。また、LNGを気化し
て得られるガスの必要圧力は、火力発電用でI D H
4/ cni’、都市ガス用で3o Kg /lyl、
 70 h/alと極めて高圧である。そのため、精留
塔構造を耐圧構造とするか、又は熱侵入を防ぐ手段を講
する必要があり、蒸留方式は得策とは言えない。そのた
め、蒸留方式に代シうる方法を考察する必要がある。
As is clear from Table 1, the boiling points of each hydrocarbon are slightly different, but when a mixture is formed, the shape of each hydrocarbon (especially those with long carbon chains) is not linear. They tend to curl up, and the structure is still such that other small molecules fit into the gaps between the large molecules. Therefore, the vapor-liquid equilibrium deviates from that of a single component, and it becomes necessary to consider the vapor-liquid equilibrium as a mixture, necessitating a rectification column. LNG
As the size of the bases continues to grow, it is thought that the rectification towers will also become larger. In addition, the required pressure of gas obtained by vaporizing LNG is I D H for thermal power generation.
4/cni', 3o Kg/lyl for city gas,
The pressure is extremely high at 70 h/al. Therefore, it is necessary to make the rectification column structure pressure-resistant or to take measures to prevent heat intrusion, and the distillation method is not a good idea. Therefore, it is necessary to consider methods that can replace the distillation method.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は、従来法の欠点を解消し、安価かつ簡便
に混合軽質炭化水素から高沸点炭化水素を分離しうる方
法を提供することである。
An object of the present invention is to provide a method that eliminates the drawbacks of conventional methods and can inexpensively and easily separate high-boiling hydrocarbons from mixed light hydrocarbons.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明を概説すれば、本発明は高沸点炭化水素の分離方
法の発明であって、混合軽質炭化水素と水とを加圧下で
直接接触させ、含有されている高沸点炭化水素を包接化
合物として分離することを%徴とする。
To summarize the present invention, the present invention is an invention of a method for separating high-boiling point hydrocarbons, which involves directly contacting mixed light hydrocarbons with water under pressure, and separating the high-boiling point hydrocarbons contained therein into clathrate compounds. Separation as a percentage is a sign of separation.

第1図に、炭化水素と水との包接化合物(以下ハイドレ
ートと記載する)の温度、圧力平衡線図を示す。第1図
中の矢印はハイドレート生成圧力を示す。第1図から明
らかなように、CH4に比べ、c2H6、a3H8及び
c4HIOなどはハイドレートが生成しやすい特性を持
つ。それぞれのハイドレートはその組成が累なり、結晶
構造も異なる。表2に、ハイドレートの組成と物性を示
す。
FIG. 1 shows a temperature and pressure equilibrium diagram of a clathrate compound (hereinafter referred to as hydrate) of hydrocarbon and water. The arrow in FIG. 1 indicates the hydrate formation pressure. As is clear from FIG. 1, c2H6, a3H8, c4HIO, and the like have characteristics that make it easier to generate hydrate than CH4. Each hydrate has a different composition and crystal structure. Table 2 shows the composition and physical properties of the hydrate.

このように、ハイドレートの生成条件が炭化水素によっ
て異なり、炭素数が大きくなるほど(0<1で)ハイド
レートを生成しゃすい傾向となっているので、ハイドレ
ートを生成する工程を組込むことにより、混合軽質炭化
水素中の炭素鎖の長い炭化水素の分離が可能となる。
In this way, the hydrate generation conditions differ depending on the hydrocarbon, and the larger the carbon number (0 < 1), the easier it is to generate hydrate, so by incorporating a hydrate generation process, It becomes possible to separate hydrocarbons with long carbon chains from mixed light hydrocarbons.

すなわち、本発明においては、例えばLNGをノズルか
ら直接水例えば海水中に吹込んで熱交換と炭化水素の分
離を同時に行おうとするものである。
That is, in the present invention, for example, LNG is injected directly into water, such as seawater, through a nozzle to simultaneously perform heat exchange and separation of hydrocarbons.

以下に、本発明を図面を参照して説明する。The present invention will be explained below with reference to the drawings.

すなわち、第2図は混合軽質炭化水−素としてLNGを
用いた場合の本発明の基本となる工程を示す概要図、第
3図は、本発明の一実施の態様を示す工程図である。図
中、符号1はLNG、2及び5はポンプ、3は晶析槽、
4は水、6は気化ガス、7はハイドレートを含む液、8
は分解槽、9はノズル、10は分解ガス、11はノズル
部を加温するための配管を意味する。LNG 1はポン
プ2により昇圧され、晶析槽3へ送り込まれる。ここで
ポンプ5により送り込まれた海水等の水4と接触し、ハ
イドレートを生成させる。この過程でLNGは海水と熱
交換し、一部は気化し、気化ガス6として晶析槽より回
収される。他の一部はハイドレートとなり、ハイドレー
トを含む液(スラリー)7は、ハイドレート分解槽8へ
と送られる。このプロセスにおいて、晶析槽の圧力、温
度、滞留時間をコントロールすることによシ、ハイドレ
ートの生成量及びその組成を調整することが可能であり
、これによシ、LNGの気化とLNGに含まれている高
沸点炭化水素の分離を行うことができる。
That is, FIG. 2 is a schematic diagram showing the basic process of the present invention when LNG is used as the mixed light hydrocarbon, and FIG. 3 is a process diagram showing an embodiment of the present invention. In the figure, code 1 is LNG, 2 and 5 are pumps, 3 is a crystallization tank,
4 is water, 6 is vaporized gas, 7 is a liquid containing hydrate, 8
9 is a decomposition tank, 9 is a nozzle, 10 is a cracked gas, and 11 is a pipe for heating the nozzle portion. LNG 1 is pressurized by pump 2 and sent to crystallization tank 3 . Here, it comes into contact with water 4 such as seawater sent by the pump 5 to generate hydrate. During this process, LNG exchanges heat with seawater, and a portion of the LNG is vaporized and recovered from the crystallization tank as vaporized gas 6. The other part becomes hydrate, and the liquid (slurry) 7 containing hydrate is sent to a hydrate decomposition tank 8. In this process, by controlling the pressure, temperature, and residence time of the crystallization tank, it is possible to adjust the amount of hydrate produced and its composition. Separation of the high-boiling hydrocarbons contained can be carried out.

炭化水素と水との直接接触方式としては、回転かくはん
翼によるかくはん方式、ノズル吹込み方式、濡れ壁方式
等があるが、混合軽質炭化水素とし°’l: LNGを
用いて、海水との接触を考える場合、通常のノズル方式
ではLNGの温度が一160℃と極低温のためノズル端
面が水又は、・・イドレートにて閉塞し、連続運転は不
可能となる。
Methods for direct contact between hydrocarbons and water include the stirring method using rotating stirring blades, the nozzle blowing method, and the wet wall method. When considering this, in a normal nozzle system, the temperature of LNG is extremely low at 1160°C, so the nozzle end face becomes clogged with water or hydrate, making continuous operation impossible.

この問題は、ノズル9のLNGの噴出口に空間部を構成
する、ノズルの内壁を熱伝導性の良い材質で、外壁を熱
伝導性の悪い材質で構成する、ノズル部を加温するため
の配管11を設ける等の特殊な構造を持つノズルに代え
ることにより解決できる。
This problem is caused by heating the nozzle part, which forms a space at the LNG spout of the nozzle 9, which has an inner wall made of a material with good thermal conductivity and an outer wall made of a material with poor thermal conductivity. This can be solved by replacing the nozzle with a nozzle having a special structure, such as by providing piping 11.

分解槽に導びかれたハイドレートを含む液は、減圧又(
叶昇温し、ハイドレートの分解を行い、分解ガス1oを
得る。
The hydrate-containing liquid led to the decomposition tank is heated under reduced pressure or (
The temperature of the leaves is raised, the hydrate is decomposed, and 10 decomposed gas is obtained.

ハイドレートと液との単純な固液分離はハイドレート粒
径が細かく、現在は非常に困難である。しかし、良好々
固液分離手段があれば、分離するととも良い。また、ハ
イドレートを断熱下において減圧分解することにょシ氷
晶へと転換し、これを同液分離することにより淡水を得
ることもできる。
Simple solid-liquid separation of hydrate and liquid is currently extremely difficult due to the small particle size of hydrate. However, if a solid-liquid separation means is available, it may be possible to separate the solid-liquid. In addition, fresh water can also be obtained by decomposing hydrate under reduced pressure under adiabatic conditions to convert it into ice crystals, and then separating the ice crystals.

本発明の他の実施の態様として、次のような方法も行わ
れる。
As another embodiment of the present invention, the following method is also carried out.

LNGを加圧下でノズルで直接海水と接触させる場合に
おいて、LNGと接触する海水温度を第1図に示した)
・イドレートの生成温度以上の高温とした場合には、生
成したノ・イドレートがすぐに分解し炭化水素の精留が
行われ、重質分の炭化水素の1部は海水上部に液体とし
て貯まる。
Figure 1 shows the temperature of seawater that comes into contact with LNG when LNG is brought into direct contact with seawater through a nozzle under pressure.)
- If the temperature is higher than the idrate formation temperature, the generated idrate will immediately decompose and hydrocarbons will be rectified, and a portion of the heavy hydrocarbons will accumulate as a liquid in the upper part of the seawater.

この場合、海水温度を調節することにより、気化ガスの
組成の調節も可能であり、・・イドレートの分解槽を省
略することも可能である。
In this case, by adjusting the seawater temperature, it is possible to adjust the composition of the vaporized gas, and it is also possible to omit the idrate decomposition tank.

この方法によって、例えば、組成がOH4:55〜70
モル%、c2a6:is 〜20モル%、C!3H1l
:10〜15モル%、C4HIO’ 1〜3モル%のL
NGから、組成がOH4: 13〜24モル%、○!H
6:14〜30モル%、03H8: 20〜40モル%
、04HIO: 15〜25モル%の液の液状炭化水素
が得られた。第4図に液状炭化水素の生成域の状態図を
参考に示す。
By this method, for example, the composition is OH4:55-70.
mol%, c2a6:is ~20 mol%, C! 3H1l
: 10-15 mol%, C4HIO' 1-3 mol% L
From NG, the composition is OH4: 13-24 mol%, ○! H
6: 14-30 mol%, 03H8: 20-40 mol%
, 04HIO: 15-25 mol% liquid hydrocarbons were obtained. FIG. 4 shows a phase diagram of the liquid hydrocarbon production region for reference.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

次に、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発
明はこれに限定されない。
Next, the present invention will be specifically explained with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto.

実施例1 混合軽質炭化水素としてLNGを、加圧下で、水に吹き
込み、ノ・イドレートを生成させた場合の結果を表3に
示す。
Example 1 Table 3 shows the results when LNG as a mixed light hydrocarbon was blown into water under pressure to produce no-hydrate.

この表から明らかなように、生成ハイドレート中のOH
4の割合はLNGよシ低下し、(!31Mの割合が増大
している。またOH4の含有率の低いIJGではハイド
レートの生成割合が高い。更に、第1図からも明らかな
ように晶析圧力を上昇させることにより、ハイドレート
の収率を上昇させることができる。
As is clear from this table, OH in the produced hydrate
The ratio of 4 decreases compared to LNG, and the ratio of (!31M) increases.In addition, IJG with a low OH4 content has a high hydrate formation ratio.Furthermore, as is clear from Figure 1, By increasing the precipitation pressure, the yield of hydrate can be increased.

実施例2 炭化水素としてCH4: 71モル%、C2現:12モ
ル%、C3H8:15モル%、04H1G’ 2そル%
の混合ガスを50 Kg/ tyn2ψfに圧縮し、0
℃の水に吹込んだ。生成したハイドレートの組成はOH
4: 21モル%、O,H6:24モル%、C3Hr:
48モル%、C4H10: 7モル%であった。この時
のハイドレート生成量は、吹込んだ炭化水素の2割であ
った。
Example 2 Hydrocarbons: CH4: 71 mol%, C2: 12 mol%, C3H8: 15 mol%, 04H1G' 2 mol%
Compress the mixed gas to 50 Kg/tyn2ψf and
blown into water at ℃. The composition of the hydrate produced is OH
4: 21 mol%, O, H6: 24 mol%, C3Hr:
48 mol%, C4H10: 7 mol%. The amount of hydrate produced at this time was 20% of the injected hydrocarbons.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、本発明は、精留のような大きなエ
ネルギーや、大規模な設備を用いずに、LNGの持つ物
性や海水を効率よく利用して、高沸点成分と低沸点成分
とを簡単に分離することができるという極めて顕著な効
果を持っている。
As explained above, the present invention efficiently utilizes the physical properties of LNG and seawater to separate high-boiling point components and low-boiling point components without using large amounts of energy or large-scale equipment such as rectification. It has the extremely remarkable effect of being easily separable.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はノ・イドレートの温度、圧力平衡線図、第2図
は本発明の基本と々る工程を示す概要図、第3図は本発
明の一実施の態様を示す工程図、第4図は液状炭化水素
の生成域の状態図である。 1:LNG、2及び5:ポンプ、3:晶析槽、6:気化
ガス、7:ノ\イドレートを含む液、8:分解槽、9:
ノズル、10:分解ガス、11:ノズル部を加温するた
めの配管。 特許出願人 東京瓦斯株式会社 同    株式会社 日立製作所 代理人 中 本  宏 第 / 図 シュ度(°C) 第 2 図 第 3 図
Fig. 1 is a temperature and pressure equilibrium diagram of no-idrate, Fig. 2 is a schematic diagram showing the basic steps of the present invention, Fig. 3 is a process diagram showing an embodiment of the present invention, and Fig. 4 is a diagram showing the basic steps of the present invention. The figure is a state diagram of the liquid hydrocarbon production region. 1: LNG, 2 and 5: Pump, 3: Crystallization tank, 6: Vaporized gas, 7: Liquid containing noidlate, 8: Decomposition tank, 9:
Nozzle, 10: Decomposition gas, 11: Piping for heating the nozzle part. Patent applicant: Tokyo Gas Co., Ltd. Hitachi, Ltd. Agent: Hiroki Nakamoto / Temperature (°C) Figure 2 Figure 3

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、混合軽質炭化水素と水とを加圧下で直接接触させ、
含有されている高沸点炭化水素を包接化合物として分離
することを特徴とする高沸点炭化水素の分離方法。 2、混合軽質炭化水素が液化天然ガスである特許請求の
範囲第1項記載の高沸点炭化水素の分離方法。 3、該加圧の圧力が1に7/−・1以上である特許請求
の範囲第1項又は第2項記載の高沸点炭化水素の分離方
法。 4、該水が海水である特許請求の範囲第1項〜第6項の
いずれかに記載の− 高沸点炭化水素の分離方法。
[Claims] 1. Bringing mixed light hydrocarbons and water into direct contact under pressure,
A method for separating high boiling point hydrocarbons, which comprises separating the high boiling point hydrocarbons contained therein as clathrate compounds. 2. The method for separating high-boiling hydrocarbons according to claim 1, wherein the mixed light hydrocarbon is liquefied natural gas. 3. The method for separating high-boiling hydrocarbons according to claim 1 or 2, wherein the pressure of the pressurization is 1:7/-.1 or more. 4. A method for separating high-boiling hydrocarbons according to any one of claims 1 to 6, wherein the water is seawater.
JP9955383A 1983-06-06 1983-06-06 Separation of high-boiling hydrocarbon Pending JPS59225127A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000056684A1 (en) * 1999-03-24 2000-09-28 Bg Intellectual Property Ltd. Formation, processing, transportation and storage of hydrates

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000056684A1 (en) * 1999-03-24 2000-09-28 Bg Intellectual Property Ltd. Formation, processing, transportation and storage of hydrates

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