MX2008012519A

MX2008012519A - Proceso con membrana para recuperacion lpg.

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Publication number: MX2008012519A
Application number: MX2008012519A
Authority: MX
Inventors: Bhupender S Minhas; David W Staubs
Original assignee: Exxonmobil Res & Eng Co
Priority date: 2006-04-04
Filing date: 2007-04-03
Publication date: 2008-11-14
Also published as: AU2007238976A1; WO2007120490A2; EP2010629A2; CA2647887A1; US20070232847A1; WO2007120490A3; JP2009532565A; US7799964B2; AU2007238976B2

Abstract

El Gas de Petróleo Licuado (LPG) puede recuperarse a partir de varias corrientes utilizando un proceso de recuperación con membrana múltiple que produce corriente de hidrógeno en alto rendimiento y alta pureza y una corriente de LPG C3+ en alto rendimiento con bajo consumo de energía.

Description

PROCESO CON MEMBRANA PARA RECUPERACIÓN DE LPG CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a la recuperación de gas de petróleo licuado a partir de varias corrientes de fuentes que contienen hidrocarburos de C3+ .

DESCRIPCIÓN DE LA TÉCNICA RELACIONADA El gas de petróleo licuado (LPG) se define como la fracción de C3+ recuperada a partir de varias corrientes de fuentes de hidrocarburos que contienen C3+ tales como gases de refinería especialmente corrientes de gas combustible. La fracción de C3+ constituye una porción aunque pequeña de tales corrientes. La corriente de bajo peso molecular de tales fuentes contiene hidrógeno, metano, etano/etileno, gases ligeros que contienen heteroátomos (S, O, N, por ejemplo, mercaptanos) así como la fracción de C3+ valuada como LPG. Actualmente, debido a la dificultad involucrada en separar adicionalmente la corriente de bajo peso molecular de tal corriente de alimentación en la fracción de LPG C3+ y en las fracciones volátiles de C2", la corriente de bajo peso molecular gaseosa separada en bruto de las diversas corrientes de gas de refinería normalmente se utiliza como combustible en una fuente de combustible en el sitio en la refinería o la planta de fracciones volátiles sin separación adicional . Recientemente, la separación de membrana se ha encontrado que es un método de costo efectivo para procesar LPG crudo para recuperar la fracción de LPG C3+ de las fracciones volátiles, produciendo un LPG de valor comercial pero todavía produciendo sólo una corriente sencilla de cualquier valor verdadero (es decir, la corriente de LPG) . Las corrientes coproducidas a partir de estos procesos contienen mezclas de componentes donde la falta de pureza y el alto costo de la purificación secundaria sólo les permite ser utilizada económicamente por su valor combustible en una refinería o planta de fracciones volátiles. Típicamente, con referencia a la Figura 1, al practicar un proceso de separación con membrana, la corriente de LPG crudo en forma de vapor (corriente 1) de cualquier fuente se envía hacia un compresor (2) para la compresión en corriente (3). Esta corriente se envía a un tanque separador (4) para remover cualesquier hidrocarburos condensados (en su mayor parte C3+) desde el fondo como un líquido (5), mientras el vapor se recupera como la sobrecarga (6) de vapor. Esta sobrecarga de vapor que contiene hidrógeno, Ci, C2, y algunos materiales de C3+ se envía a una unidad (7) de separación con membrana donde el material de LPG C3+ penetra selectivamente (8) a través de una membrana (9) polimérica de caucho mientras el volumen de H2, Ci, C2 y cierto material C3+ retenido sale de la unidad de membrana como un producto pobre en LPG (10) . El producto rico en LPG en línea (8) se recircula hacia la línea (1) de alimentación para recompresión en el compresor (2) con la alimentación reciente antes de que se alimente al tanque separador (4) donde se recupera el producto de LPG mediante la línea 5. En tal sistema, una buena cantidad de energía se gasta que comprende toda la corriente de LPG crudo más la corriente de C3+ reciclada a partir de la unidad de membrana que resulta en la producción de la corriente de producto final de LPG a partir del tanque separador. La corriente de producto pobre en LPG de retentato de la unidad de membrana es de una pureza y utilidad dudosas y normalmente se quema como combustible en la refinería o en la planta de fracciones volátiles. Adicionalmente, debido a los altos costos convencionales de recuperar hidrógeno purificado a partir de la corriente de producto pobre en LPG para su utilización en procesos de refinería con valor de hidrógeno tales como hidrotratamiento , hidrodesulfu ización, o hidrodesintegración, este hidrógeno valioso se utiliza en la corriente de producto resultante como un gas combustible donde tiene un valor muy bajo como combustible de calefacción . Las corrientes con menos de aproximadamente 70 a 80% en moles de hidrógeno generalmente no pueden utilizarse económicamente en procesos de refinería con valor de hidrógeno tales como hidrotratamiento, hidrodesulfurización, o hidrodesintegración . Las purezas de hidrógeno de por lo menos 80% en moles y de preferencia por lo menos 90% en moles generalmente se utilizan en estos procesos que consumen hidrógeno como purezas de hidrógeno de valores más bajos que tienden a reducir significativamente la capacidad de estos procesos que consumen hidrógeno, así como reducir significativamente la conversión seleccionada de los procesos debido a las presiones parciales de hidrógeno relativamente bajas en los procesos. Adicionalmente, los contaminantes de más alto peso molecular que forman el resto de la corriente tienden a desintegrar estos procesos en productos de valor baj o . Las corrientes de purezas de hidrógeno de por lo menos 80% en moles se prefieren para su utilización y las corrientes de purezas de hidrógeno de aproximadamente 70 a 90% en moles tiene una pureza adecuada para permitirles mezclarse con alta pureza (95+% en moles de hidrógeno) para su utilización en aplicaciones de hidroprocesamiento en refinerías. Sin embargo, las corrientes de purezas de hidrógeno de menos del 70% en moles generalmente son demasiado bajas para utilizarse para estos procesos y generalmente se envían a los sistemas de gas combustible. Por lo tanto, es deseable, tener un proceso donde el LPG crudo de cualquier fuente se separe en forma eficiente y económicamente en una corriente de alta pureza C3+ y aun permitir que otra corriente que contiene hidrógeno de alta pureza el cual es de suficiente pureza para utilizarse en procesos de refinería con valor de hidrógeno.

COMPENDIO DE LA INVENCIÓN La invención reclamada es un proceso de membrana múltiple para recuperar una corriente de LPG rica en C3+ y una corriente de hidrógeno de alta pureza a partir de una corriente de alimentación que contiene hidrocarburos comprendida de hidrógeno e hidrocarburos de Ci, C2 y C3+. En una modalidad preferida, la presente invención es un proceso para la recuperación de una corriente de LPG rica en C3+ y una corriente de hidrógeno de alta pureza a partir de una corriente de alimentación que contiene hidrocarburos comprendida de hidrógeno e hidrocarburos de Ci, C2 y C3+, que comprende: (a) alimentar la corriente de alimentación de hidrocarburos en una primera unidad de separación de membrana donde la corriente de alimentación que contiene hidrocarburos se pone en contacto con un primer lado de por lo menos una primera membrana polimérica tipo caucho, (b) recuperar una primera corriente de producto de retentato la cual tiene un % de moles de hidrógeno mayor que la corriente de alimentación que contiene hidrocarburos desde el primer lado de la primera membrana polimérica tipo caucho y recuperar una primera corriente de producto de permeato la cual tiene un % en moles de C3+ mayor que la corriente de alimentación que contiene hidrocarburos desde un segundo lado de la primera membrana polimérica tipo caucho. (c) alimentar la primera corriente de producto de permeato a un compresor donde la primera corriente de producto de permeato se eleva en presión, (d) alimentar la primera corriente de producto de permeato de más alta presión en un tanque separador, (e) recuperar una corriente de producto de LPG rica en C3+ liquida del tanque separador, donde la corriente de producto de LPG rica en C3+ tiene un % en moles de C3+ mayor que la primera corriente de producto de permeato, (f) recuperar una corriente rica en C2~ de vapor del tanque separador, donde la corriente rica en C2~ tiene un % en moles de C2~ mayor que la primera corriente de producto de permeato, (g) alimentar la corriente rica en C2~ en una segunda unidad de separación de membrana donde la corriente rica en C2" se pone en contacto con un primer lado de por lo menos una segunda membrana polimérica tipo caucho, (h) recuperar una segunda corriente de producto de retentato la cual tiene un % en moles de C2~ mayor que la corriente rica en C2~ desde el primer lado de la segunda membrana polimérica tipo caucho y recuperar una segunda corriente de producto de permeato la cual tiene un % en moles de C3+ mayor que la corriente rica en C2~ desde un segundo lado de la segunda membrana polimérica tipo caucho, e (i) mezclar por lo menos una porción de la segunda corriente de producto de permeato con la primera corriente de producto de permeato en un punto corriente arriba del compresor . En otra modalidad preferida, la presente invención es un proceso para la recuperación de una corriente de LPG rica en C3+ y una corriente de hidrógeno de alta pureza desde una corriente de alimentación que contiene hidrocarburos comprendida de hidrógeno e hidrocarburos de Ci, C2 y C3+, que comprenden: (a) alimentar la corriente de alimentación que contiene hidrocarburos en una primera unidad de separación de membrana donde la corriente de alimentación que contiene hidrocarburos se pone en contacto con un primer lado de por lo menos una primera membrana polimérica tipo caucho, (b) recuperar una primera corriente de producto de retentato la cual tiene un % en moles de hidrógeno mayor que la corriente de alimentación que contiene hidrocarburos desde el primer lado de la primera membrana polimérica tipo caucho y recuperar una primera corriente de producto de permeato la cual tiene un % en moles de C3+ mayor que la corriente de alimentación que contiene hidrocarburos desde un segundo lado de la primera membrana polimérica tipo caucho, (c) alimentar la primera corriente de producto de permeato en un tanque separador, (d) recuperar una corriente de producto de LPG rica en C3+ liquida del tanque separador, donde la corriente de producto de LPG rica en C3+ tiene un % en moles de C3+ mayor que la primera corriente de producto de permeato, (e) recuperar una corriente rica en C2~ de vapor del tanque separador, donde la corriente rica en C2~ tiene un % en moles de C2~ mayor que la primera corriente de producto de permeato, (f) alimentar la corriente rica en C2~ en una segunda unidad de separación de membrana donde la corriente rica en C2~ se pone en contacto con un primer lado de por lo menos una segunda membrana polimérica tipo caucho, (g) recuperar una segunda corriente de producto de retentato la cual tiene un % en moles de C2~ mayor que la corriente rica en C2" del primer lado de la segunda membrana polimérica tipo caucho y recuperar una segunda corriente de producto de permeato la cual tiene un % en moles de C3+ mayor que la corriente rica en C2" de un segundo lado de la segunda membrana polimérica tipo caucho, (h) alimentar por lo menos una porción de la segunda corriente de producto de permeato en un compresor donde la segunda corriente de producto de permeato se eleva en presión, (i) mezclar la segunda corriente de producto de permeato de más alta presión con la primera corriente de producto de permeato en un punto corriente arriba del tanque separador .

DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La Figura 1 es un diagrama esquemático de un proceso de recuperación de LPG típico que utiliza una unidad de separación de membrana sencilla que produce una corriente de valor sencillo. La Figura 2 es un diagrama esquemático de modalidades preferidas de un proceso de recuperación de LPG mejorado de la presente invención que utiliza una integración de dos unidades de separación de membrana que producen tres corrientes: una corriente de LPG de alta pureza, una corriente de hidrógeno de alta pureza, y una corriente de C2~ empobrecida/enriquecida con H2.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La presente invención es un proceso para recuperar LPG de alta pureza de una corriente de LPG crudo, de cualquier fuente tal como gases de refinería, especialmente corrientes de gas combustible que contienen hidrógeno, metano, etano/etileno, gases ligeros que contienen heteroátomos (azufre, oxigeno, nitrógeno, por ejemplo, mercaptanos) asi como la fracción de C3+ valuada como LPG y recuperar simultáneamente una corriente rica en hidrógeno de alta pureza por el uso de dos unidades de separación de membranas. En la presente invención, la primera unidad de separación de membrana se localiza antes de un primer compresor opcional y un tanque separador y la segunda unidad de separación de membrana se localiza después del tanque separador con el reciclaje de la corriente rica en C3+ de la segunda unidad de membrana para la combinación con la alimentación de LPG crudo para volver a pasar a través del tanque separador. La presente invención resulta en la producción y recuperación de LPG de alta pureza del tanque separador y la producción de recuperación de retentato de hidrógeno de alta pureza de la primera membrana. Este hidrógeno de alta pureza obtenido a partir de la primera unidad de membrana es de suficiente pureza para utilizarse como un componente de corriente de hidrógeno para un proceso de hidroprocesamiento de refinería. El retentato de la segunda unidad de membrana contiene principalmente otros hidrocarburos ligeros tales como Ci y C2, es decir, una corriente enriquecida con C2~/empobrecida con LPG cuando se utiliza generalmente como gas combustible.

El volumen de la corriente de LPG crudo se envía primero a una unidad de separación de membrana bajo la presión en la cual se recibe desde su fuente tal como 3.515 a 70.307 kg/cm2 (50 a 1000 psi) (sin ninguna etapa de pre-compresión siendo practicada) y la corriente cruda se divide en una corriente de permeato empobrecida con H2 y enriquecida con LPG de C3+ y una corriente de retentato rica en H2. La corriente de permeato, a la presión reducida, y de volumen reducido debido a la remoción del H2 y cierta corriente de retentato de C2" puede alimentarse como tal al tanque separador o puede recomprimirse en un primer compresor opcional antes de ser enviada al tanque separador. Debido al volumen reducido de esta corriente, si se requiere un compresor en el proceso actual, puede utilizarse un compresor más pequeño que si no se removiera el hidrógeno antes de la etapa de compresión corriente arriba del tanque separador. Esto resulta en costos más bajos de inversión y consumo más bajo de energía. En una modalidad del proceso de la presente invención como se presenta en la Figura 2, la alimentación de LPG en bruto de cualquier fuente se alimenta en cualquier presión que se recibe desde su fuente, típicamente de 3.515 a 70.307 kg/cm2 (50 a 1000 psi), mediante la línea (1) en una primera unidad (2) de membrana, donde se pone en contacto con una membrana (3) polimérica tipo caucho. La alimentación de LPG en bruto se separa por la membrana en una corriente (4) de producto de retentato enriquecida en hidrógeno, y en una corriente (5) de permeato de presión más baja/reducida enriquecida en hidrocarburos de LPG de C3+ y una concentración de reducida de hidrógeno cuando se compara con la corriente de alimentación. La corriente de permeato de más baja presión enriquecida en concentración de LPG de C3+ pero que aun contiene cierto hidrógeno aunque a una concentración reducida se pasa mediante la linea 5 a través de la válvula (6) opcional al compresor (7a) opcional donde su presión puede incrementarse por lo menos regresando a la presión del LPG crudo, por ejemplo, 3.515 a 70.307 kg/cm2 (50 a 1000 psi) y después a través de la linea (8) hacia el tanque (9) separador donde el LPG de C3+ de alta pureza es licuado y recuperado como producto mediante la linea (10) y una fase vaporosa se recupera como sobrecarga mediante la linea (11) y se envía a una segunda unidad (12) de membrana donde se pone en contacto con una membrana (13) polimérica tipo caucho. En la segunda unidad (12) de membrana, la corriente de sobrecarga de vapor del tanque (9) separador se separa en una corriente (14) de retentato rica en Ci y C2 y de contenido de LPG de C3+ reducido y en una corriente (15) de permeato de presión reducida rica en LPG de C3+. La corriente de permeato se alimenta mediante la línea (15), sin el uso del compresor opcional mostrado como 7 (b) , en un punto corriente arriba del compresor 7(a) donde se combina con la corriente de permeato desde la primera unidad de separación de membrana. En otra modalidad, si la presión de la corriente de permeato en linea (5) es suficiente, el compresor 7(a) puede omitirse. En esta modalidad alternativa, el permeato se alimenta al tanque (9) separador mediante la linea (5a). En la segunda unidad (12) de membrana, la corriente de sobrecarga de vapor del tanque (9) separador se separa en una corriente (14) de retentato rica en Ci y C2 y de contenido de LPG C3+ reducido y en una corriente (15) de permeato de presión reducida rica en LPG C3+. La corriente de permeato se alimenta mediante la linea (15) al compresor (7b) el cual se emplea en esta modalidad. La corriente de permeato comprimida se recicla mediante la linea (15b) en la linea (5a) para combinarse en la misma con el permeato de la linea (5) para la introducción/reintroducción en el tanque (9) separador. Mientras los compresores 7(a) y 7(b) se identifican como opcionales, uno o el otro se requiere para represurizar la o las corrientes recuperadas en la presión reducida como permeato ya sea de la primera unidad (2) de separación de membrana, la corriente (5), o de la segunda unidad (12) de separación de membrana, la corriente (15) para facilitar el procesamiento y/o reciclaje de esta corrientes en el circuito de procesamiento. El pasaje a través de cada unidad de membrana resulta en un permeato recuperado en una presión más baja que aquella de la alimentación en la unidad de membrana. El compresor (7a) puede omitirse si la presión del permeato de presión reducida en la linea (5) aun es lo suficientemente elevada para permitir la separación efectiva en el circuito de la unidad (12) de membrana del tanque (9) separador. Si no es asi, entonces la recompresión en un compresor (7a) es necesaria. Si la presión en la linea (5) es suficiente sin la recompresión en el compresor (7a) para el paso al tanque (9) separador y la unidad (12) de membrana, el permeato recuperado de la unidad (12) de membrana en la linea (15) aun estará en una presión inferior estática (menor que en la linea 5/5a) de modo que el reciclaje de este permeato para el reciclaje en el tanque (9) separador puede requerir represurización por el compresor (7b) . En las unidades de separación de membrana, las moléculas de gas se absorben (es decir, ya sea absorben o adsorben) en la película polimérica utilizada como la membrana en el lado de alimentación de la membrana, normalmente bajo presión (normalmente una presión aplicada) . Esta absorción crea un gradiente de concentración de moléculas desde el lado de alimentación hasta el lado permeato de la película de membrana. Las moléculas de gas se difunden a través de la película de membrana desde el lado de alimentación hasta el lado del permeato bajo la influencia de la diferencia de concentración con los materiales sorbidos que se desorben de la cara de permeato de la película de membrana en el lado de permeato de más baja presión de la unidad de separación de membrana. Esta diferencia de presión puede ser el resultado de una presión más alta o aplicada en el lado de alimentación de la membrana que la presión en el lado de permeato de la membrana y/o el lado de permeato puede estar bajo un vacío parcial o completo para crear la diferencial de presión necesaria. En la separación de gas, la mayoría de las membranas utilizadas son polímeros vitreos tales como acetato de celulosa, polisulfona, poliamida, poliimida, etc., y combinación de tales polímeros. En polímeros vitreos, la molécula de polímero se empaca rígidamente en la película de membrana, por lo tanto su difusión se restringe y la proporción de difusión controla la separación. Moléculas más grandes tienen proporciones de difusión más lentas. De este modo, las membranas de polímero vitreo pueden utilizarse para separar moléculas pequeñas tales como hidrógeno (diámetro cinético 2.89 Á) a partir de moléculas más grandes tal como metano (diámetro cinético 3.8 Á) y propano (diámetro cinético 4.3 Á) pero debido a que la proporción de difusión reducida, la proporción de separación es baja. En la recuperación de LPG; como se practica en la presente invención, se hace uso de polímero tipo caucho tal como polisiloxano, polibutadieno, etc. En este estado tipo caucho, las moléculas de polímero en la película de membrana se empacan relativamente sueltas resultando en alta flexibilidad de la película de polímero de tipo caucho y la flexibilidad entre las diferentes cerdas de polímero que comprende la membrana. De este modo, las diferencias de la proporción de difusión entre las moléculas más pequeñas y las moléculas más grandes son sin importancia. En la presente, la separación selectiva es impulsada principalmente no por la diferenciación en el tamaño molecular sino de hecho por la afinidad de la membrana para ciertos constituyentes en la alimentación. La absorción en el lado de alimentación en la recuperación de LPG utilizando estas membranas de polímero tipo caucho favorece las moléculas grandes de C3 en lugar del hidrógeno más pequeño, moléculas de Ci o C2. Debido a la absorción más alta de las moléculas de C3+, más moléculas de C3+ se absorben en el lado de alimentación que resulta en más moléculas de C3+ que penetran a través de la membrana al lado del permeato que resulta en la separación de moléculas de C3+ del hidrógeno y moléculas de Ci y C2 presentes en la alimentación. En una modalidad preferida, el proceso de la presente invención producirá una corriente de producto rica en C3+ que tiene una pureza de C3+ de por lo menos 70% en moles, de mayor preferencia por lo menos 80% en moles. En una modalidad preferida, el proceso de la presente invención produce una corriente de producto rica en C3+ donde el % en peso del componente de C3+ en la corriente de producto rica en C3+ es de por lo menos 80% en peso del componente de C3+ en la corriente de alimentación que contiene hidrocarburos para el proceso. De mayor preferencia, el proceso de la presente invención produce una corriente de producto rica en C3+ donde el % en peso del componente de C3+ en la corriente de producto rica en C3+ es de por lo menos 90% en peso del componente de C3+ en la corriente de alimentación que contiene hidrocarburos para el proceso. Similarmente, una membrana de polímero tipo caucho tal como polisiloxano, polibutadieno, etc., puede utilizarse en la primera unidad de separación de membrana para producir una corriente rica en hidrógeno de peso molecular más bajo tal como retentato en altas purezas (mayores que 70% en moles) y producen una corriente de permeato rica en C2+ que puede entonces purificarse adicionalmente para la recuperación de LPG. En una modalidad preferida, el proceso de la presente invención producirá una corriente de producto rica en hidrogeno que tiene una pureza de hidrógeno de por lo menos 70% en moles, de mayor preferencia por lo menos 80% en moles. En una modalidad preferida, el proceso de la presente invención produce una corriente de producto rica en hidrógeno donde el % en peso del componente de hidrógeno en la corriente de producto rica en hidrógeno es de por lo menos 40% en peso del componente de hidrógeno en la corriente de alimentación que contiene hidrocarburos para el proceso. De mayor preferencia, el proceso de la presente invención produce una corriente de producto rica en hidrógeno donde el % en peso del componente de hidrógeno en la corriente de producto rica de hidrógeno es de por lo menos 50% en peso, e incluso de mayor preferencia por lo menos 60% en peso del componente de hidrógeno en la corriente de alimentación que contiene hidrocarburos para el proceso. Los polímeros de tipo caucho preferidos útiles en el presente proceso son aquellos que tienen una temperatura de transición vitrea menor a 20°C, es decir, que son tipo caucho a temperatura ambiente o más (aproximadamente 20°C o más). Las mismas o diferentes membranas de polímero tipo caucho pueden utilizarse en cada unidad de separación de membrana .

Ejemplo ? En el Ejemplo A, una alimentación que corresponde nominalmente a la alimentación presentada en la Tabla 1 se empleo. El perfil de composición de alimentación: TABLA 1 : Composición y Desgasificación de Desisohexanizador Flujo 49.11316 Ib moles/hora Presión 136 Psia H2 49.845 % en moles Ci 9.961 % en moles C2 16.442 % en moles C3 8.5309 % en moles IC4 2.9003 % en moles C4 7.0507 % en moles iC5 2.3802 % en moles C5 1.9602 % en moles C6+ 0.93009 % en moles C3\ bpd 75.53414 La alimentación se sometió a separación de membrana bajo las siguientes condiciones: Presión de alimentación para la unidad de membrana: 135.7 psia Presión de retentato: 120.7 psia Presión de Permeato: 56.7 psia Los resultados obtenidos se presentan en la Tabla 2 siguiente : TABLA 2 Componentes (% en moles) Retentato Permeato H2 55.5 29.5 Metano 10.5 8.6 Etano 14.6 21.8 Propano 7 13.3 Isobutano 2.3 4.8 N Butano 5.5 11.8 Isopentano 1.8 4.2 N Pentano 1.5 3.5 c6+ 0.7 1.8 Total 99.4 99.3 Esta información se utilizó para diseñar una serie simulada en computadora de Ejemplos Comparativos y Ejemplos que presumieron las condiciones de presión presentadas en lo siguiente .

Condiciones de Presión Asumidas por los Ejemplos 1-3 Comparativos de la Simulación en Computadora y los Ejemplos 1-7 Alimentaciones en 136 psia para la primera unidad de membrana Retentato en 133.6 (corriente rica en H2) Permeato 20 psia de la primera unidad de membrana Descarga del compresor: 250 psia a 37.778°C (100°F) Membrana 2 alimentación en 245 psia y 37.778°C (100°F) Retentato de la unidad de membrana 2 en 238.7 psia Permeato 2 en 20 psia La utilidad de la presente invención es demostrada por la información no limitante presentada en la Tabla 3. La membrana utilizada para generar los datos base del Ejemplo A que fue un ejemplo simulado real y no en computadora se aseguró a partir de la Tecnología e Investigación de Membranas (MTR) , y es una membrana polimérica tipo caucho identificada como "membrana PDMS". Los ejemplos 1-3 comparativos simulados en computadora se basan en los datos actuales generados en el Ejemplo A pero presentan los resultados calculados asegurados y un compresor se emplea y si el área superficial de la primera unidad de membrana se incrementará (o si las unidades adicionales se emplearan (Ejemplos 1, 2 y 3 Comparativos) o en los Ejemplos 1-7 si una segunda unidad de membrana se empleará después del tanque separador) .

En la Tabla 3, los Ejemplos 1, 2 y 3 Comparativos son ejemplos comparativos ejecutados de acuerdo con el esquema presentado en la Figura 1, pero que omiten el compresor, la alimentación se procesa en 135.7 psia, la presión en la cual se aseguró sin compresión adicional. En los Ejemplos 1, 2 y 3 Comparativos simulados en la computadora y el área superficial de la membrana se presumió que era de aproximadamente 18.766, 32.59 y 64.382 metros cuadrados (202, 358 y 693 pies cuadrados), respectivamente, representativa de utilizar diferentes unidad de membrana de tamaño o múltiples unidades de membrana en paralelo. En comparación, los ejemplos 1-7 simulados en computadora son ejemplos de la presente invención en los cuales las unidades de separación de membrana se emplean en cada una de las alimentaciones antes del tanque separador (es decir, la "primera unidad de separación de membrana") y la corriente de vapor que sale del tanque separador (es decir, la "segunda unidad de separación de membrana") . En estos ejemplos 1-7, con referencia a la Figura 3, se presumió que la alimentación de la linea 1 estaba en 135.7 psia, el retentato en la linea 4 se cubrió en 133.6 psia, el permeato en la linea 5 estaba en 20 psia, el compresor represurizó el permeato en la línea 5 hasta 250 psia en 37.778°C (100°F) (línea 8) todas estas condiciones siendo las mismas que en el Ejemplo 1. En la simulación por computadora, se presumió que la alimentación en la unidad (12) de membrana en la linea 11 estaba en 245 psia @ 37.778°C (100°F) mientras el retentato en la linea 14 estaba en 238.7 psia y el permeato en la linea 15 estaba en 20 psia. Como es fácilmente aparente, mientras la pureza de hidrógeno de los primeros tres (ejemplos comparativos) se calculó como estando a lo mucho en 67.8% utilizando 64.382 metros cuadrados (693 pies cuadrados), de membrana con una pureza de LPG C3+ de 83.47%, en la presente invención, un área superficial de membrana equivalente (Ejemplo 5), la pureza de hidrógeno se calcula como potencialmente alcanzando 80.6% en 58.56% de recuperación mientras la pureza de LPG C3+ se calcula como estando tal alta como 82.8% en 92.7% de recuperación. Se calcula que incrementar el área superficial de la primera unidad de membrana (unidad 2 de la figura 2) puede resultar en un incremento adicional en la pureza de hidrógeno pero en una recuperación reducida y un incremento en la pureza de LPG C3+ aunque también en una recuperación reducida . De este modo por la practica del proceso de unidad de separación de membrana doble de la presente invención, se calcula que puede ser posible recuperar no sólo la corriente de LPG C3+ de sustancialmente la misma pureza y rendimiento como en un proceso de unidad de separación de membrana sencillo, sino también recuperar una corriente de H2 de pureza de hidrógeno significativamente incrementada mientras se utiliza compresores más pequeños como es evidente por los requerimientos de caballos de fuerza más bajos significativamente del proceso de la unidad de membrana múltiple de la presente invención cuando se compara con el proceso de la unidad de membrana sencillo. La descripción anterior de las modalidades preferidas se dirige a medios preferidos para llevar a cabo la presente invención. Aquellos con experiencia en la técnica reconocerán que otros medios que son igualmente efectivos podrían visualizarse para llevar a cabo el espíritu de esta invención . o en Cn TABLA 3 Corriente Rica en H2 Corriente de LPG C3+ Corriente Pobre en H2 Primera Segunda área de área de Pureza de % en Peso Pureza % en Peso Pureza Experimento % en peso membrana membrana H2% en de H2 de % en de C3+ de H2 % de H2 Compresor m2 (pies2) m2 (pies2) moles recuperado moles recuperado en moles recuperado HP Ejemplo 1 18.766 (202) 0 61 99.69 88.2 74.7 - - 134 Comparativo Ejemplo 2 33.359 (358) 0 643 99.81 86.4 87.9 - - 179 Comparativo Ejemplo 3 64.382 (693) 0 67.8 99.94 83.47 97 - - 283 Comparativo Ejemplo 1 18.581 (200) 18.581 (200) 64.6 85.39 77.7 74.3 56.22 14.46 94 Ejemplo 2 27.871 (300) 18.581 (200) 70.8 76.98 79.74 87.3 5326 22.8 102 Ejemplo 3 32.516 (350) 18.581 (200) 73.6 72.55 80.61 90.6 52.66 27.2 105 Ejemplo 4 37.161 (400) 18.581 (200) 76.1 68 81.4 92.3 52.45 31.73 108 Ejemplo 5 46.452 (500) 18.581 (200) 80.6 58.56 82.8 92.7 52.77 41.13 1 4 Ejemplo 6 55.742 (600) 18.581 (200) 84.4 48.75 84.01 90.7 53.71 50.92 118 Ejemplo 7 74.353 (800) 18.581 (200) 90.7 28.19 86.08 84.1 56.54 71.46 126

Claims

REIVINDICACIONES 1. Un proceso para la recuperación de una corriente de LPG rica en C3+ y una corriente de hidrógeno de alta pureza de una corriente de alimentación que contiene hidrocarburos comprendida de hidrógeno y de hidrocarburos de Ci, C2 y C3+, que comprende : (a) alimentar la corriente de alimentación de hidrocarburos en una primera unidad de separación de membrana donde la corriente de alimentación que contiene hidrocarburos se pone en contacto con un primer lado de por lo menos una primera membrana de polímero tipo caucho, (b) recuperar una primera corriente de producto de retentato la cual tiene un % en moles de hidrógeno mayor que la corriente de alimentación que contiene hidrocarburos del primer lado de la primera membrana de polímero de tipo caucho y recuperar una primera corriente de producto de permeato la cual tiene un % en moles de C3+ mayor que la corriente de alimentación que contiene hidrocarburos de un segundo lado de la primera membrana de polímero tipo caucho, (c) alimentar la primera corriente de producto de permeato en un compresor donde la primera corriente de producto de permeato se eleva en presión, (d) alimentar la primera corriente de producto de permeato de presión más alta en un tanque separador, (e) recuperar una corriente de producto de LPG rica en C3+ líquida del tanque separador, donde la corriente de producto de LPG rica en C3+ tiene un % en moles de C3+ mayor que la primera corriente de producto de permeato, (f) recuperar una corriente rica en C2~ de vapor del tanque separador, donde la corriente rica en C2" tiene un % en moles de C2~ mayor que la primera corriente de producto de permeato, (g) alimentar la corriente rica en C2" en una segunda unidad de separación de membrana donde la corriente rica en C2~ se pone en contacto con un primer lado de por lo menos una segunda membrana de polímero tipo caucho, (h) recuperar una segunda corriente de producto de retentato la cual tiene un % en moles de C2~ mayor que la corriente rica en C2" del primer lado de la segunda membrana de polímero tipo caucho y recuperar una segunda corriente de producto de permeato la cual tiene un % en moles de C3+ mayor que la corriente rica en C2~ de un segundo lado de la segunda membrana de polímero tipo caucho, e (i) mezclar por lo menos una porción de la segunda corriente de producto de permeato con la primera corriente de producto de permeato en un punto corriente arriba del compresor .
2. El proceso de la reivindicación 1, donde la primera corriente de producto de permeato tiene una pureza de hidrógeno de por lo menos 70% en moles.
3. El proceso de la reivindicación 2, donde el % en peso del componente de hidrógeno de la primera corriente de producto de permeato es de por lo menos 40% en peso del componente de hidrógeno en la corriente de alimentación que contiene hidrocarburos.
4. El proceso de la reivindicación 3, donde la corriente de producto de LPG rica en C3+ tiene una pureza de C3+ de por lo menos 70% en moles.
5. El proceso de la reivindicación 4, donde el % en peso del componente de C3+ en la corriente de producto rica en C3+ es de por lo menos 80% en peso del componente de C3+ en la corriente de alimentación que contiene hidrocarburos.
6. El proceso de la reivindicación 5, donde las membranas de polímero tipo caucho tienen una temperatura de transición vitrea menor a 20°C.
7. El proceso de la reivindicación 6, donde por lo menos una de las membranas de polímero tipo caucho se comprende de un material seleccionado de polisiloxano y polibutadieno .
8. Un proceso para la recuperación de una corriente de LPG rica en C3+ y una corriente de hidrógeno de alta pureza de una corriente de alimentación que contiene hidrocarburos comprendida de hidrógeno y de hidrocarburos de Ci, C2 y C3+, que comprende : (a) alimentar la corriente de alimentación que contiene hidrocarburos en una primera unidad de separación de membrana donde la corriente de alimentación que contiene hidrocarburos se pone en contacto con un primer lado de por lo menos una primera membrana de polímero tipo caucho, (b) recuperar una primera corriente de producto de retentato la cual tiene un mayor % en moles de hidrógeno que la corriente de alimentación que contiene hidrocarburos del primer lado de la primera membrana de polímero tipo caucho y recuperar una primera corriente de producto de permeato la cual tiene un mayor % en moles de C3+ que la corriente de alimentación que contiene hidrocarburos de un segundo lado de la primera membrana de polímero tipo caucho, (c) alimentar la primera corriente de producto de permeato en un tanque separador, (d) recuperar una corriente de producto de LPG rica en C3+ líquida del tanque separador, donde la corriente de producto de LPG rica en C3+ tiene un % en moles de C3+ mayor que la primera corriente de producto de permeato, (e) recuperar una corriente rica en C2~ de vapor del tanque separador, donde la° corriente rica en C2~ tiene un % en moles de C2~ mayor que la primera corriente de producto de permeato, (f) alimentar la corriente rica en C2~ en una segunda unidad de separación de membrana donde la corriente rica en C2~ se pone en contacto con un primer lado de por lo menos una segunda membrana de polímero tipo caucho, (g) recuperar una segunda corriente de producto de retentato la cual tiene un % en moles de C2~ mayor que la corriente rica en C2~, del primer lado de la segunda membrana de polímero tipo caucho y recuperar una segunda corriente de producto de permeato la cual tiene un % en moles de C3+ mayor que la corriente rica en C2~ desde un segundo lado de la segunda membrana de polímero tipo caucho, (h) alimentar por lo menos una porción de la segunda corriente de producto de permeato en un compresor donde la segunda corriente de producto de permeato se eleva en presión, (i) mezclar la segunda corriente de producto de permeato de presión más alta con la primera corriente de producto de permeato en un punto corriente arriba del tanque separador .
9. El proceso de la reivindicación 8, donde la primera corriente de producto de permeato tiene una pureza de hidrógeno de por lo menos 70% en moles.
10. El proceso de la reivindicación 9, donde el % en peso del componente de hidrógeno de la primera corriente de producto de permeato es de por lo menos 40% en peso del componente de hidrógeno en la corriente de alimentación que contiene hidrocarburos.
11. El proceso de la reivindicación 10, donde la corriente de producto de LPG rica en C3+ tiene una pureza de C3+ de por lo menos 70% en moles.
12. El proceso de la reivindicación 11, donde el % en peso del componente de C3+ en la corriente de producto rica en C3+ es de por lo menos 80% en peso del componente de C3+ en la corriente de alimentación que contiene hidrocarburos.
13. El proceso de la reivindicación 12, donde las membranas de polímero tipo caucho tienen una temperatura de transición vitrea menor a 20°C.
14. El proceso de la reivindicación 13, donde por lo menos una de las membranas de polímero tipo caucho se comprende de un material seleccionado de polisiloxano y polibutadieno .