RU2607631C1 - Method for production of liquefied hydrocarbon gases - Google Patents
Method for production of liquefied hydrocarbon gases Download PDFInfo
- Publication number
- RU2607631C1 RU2607631C1 RU2015135487A RU2015135487A RU2607631C1 RU 2607631 C1 RU2607631 C1 RU 2607631C1 RU 2015135487 A RU2015135487 A RU 2015135487A RU 2015135487 A RU2015135487 A RU 2015135487A RU 2607631 C1 RU2607631 C1 RU 2607631C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- liquefied
- adsorbers
- column
- fraction
- hydrocarbon gases
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G25/00—Refining of hydrocarbon oils in the absence of hydrogen, with solid sorbents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C9/00—Aliphatic saturated hydrocarbons
- C07C9/02—Aliphatic saturated hydrocarbons with one to four carbon atoms
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C9/00—Aliphatic saturated hydrocarbons
- C07C9/14—Aliphatic saturated hydrocarbons with five to fifteen carbon atoms
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G25/00—Refining of hydrocarbon oils in the absence of hydrogen, with solid sorbents
- C10G25/02—Refining of hydrocarbon oils in the absence of hydrogen, with solid sorbents with ion-exchange material
- C10G25/03—Refining of hydrocarbon oils in the absence of hydrogen, with solid sorbents with ion-exchange material with crystalline alumino-silicates, e.g. molecular sieves
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G25/00—Refining of hydrocarbon oils in the absence of hydrogen, with solid sorbents
- C10G25/12—Recovery of used adsorbent
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G7/00—Distillation of hydrocarbon oils
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технологии очистки жидкого углеводородного сырья от метанола и сернистых соединений и может быть использовано в газовой, нефтяной, нефтеперерабатывающей, нефтехимической и химической отраслях промышленности.The invention relates to a technology for the purification of liquid hydrocarbon raw materials from methanol and sulfur compounds and can be used in the gas, oil, oil refining, petrochemical and chemical industries.
За последние годы в связи с возрастающим экспортом существенно ужесточились требования к качеству сжиженных углеводородных газов, особенно по допустимому содержанию сернистых соединений и метанола, например концентрация метанола в пропане по нормам EN не должна превышать 50 ppm.In recent years, in connection with increasing exports, the quality requirements for liquefied petroleum gases have been substantially tightened, especially for the allowable content of sulfur compounds and methanol, for example, the concentration of methanol in propane according to EN standards should not exceed 50 ppm.
Известен способ очистки легких углеводородных фракций, содержащих сернистые соединения и диоксид углерода, путем контактирования в противоточном абсорбере в одну стадию с циркулирующим модифицированным водным раствором алканоламина, регенерируемым с сохранением модифицирующей добавки путем температурной десорбции диоксида углерода и сернистых соединений, при этом в качестве модифицирующей добавки используется гидроксид натрия в количестве 0,005-1,000% (патент на изобретение RU 2492213 С1, МПК C01G 21/20, C01G 19/02, C01G 19/08, заявлен 26.01.20121, опубликован 10.09.2013). Недостатками данного способа являются:A known method of purification of light hydrocarbon fractions containing sulfur compounds and carbon dioxide by contacting in a countercurrent absorber in one stage with a circulating modified aqueous solution of alkanolamine, regenerated while maintaining the modifying additive by temperature desorption of carbon dioxide and sulfur compounds, while using as a modifying additive sodium hydroxide in an amount of 0.005-1,000% (patent for the invention RU 2492213 C1, IPC
- дополнительные энергозатраты как при подготовке сырья процесса, так и при использовании конечного продукта из-за необходимости последовательного проведения операций испарения жидкой широкой фракции легких углеводородов (ШФЛУ), очистки газообразной ШФЛУ абсорбентом при температуре 35-40°С под давлением 15 атм, а также конденсации ШФЛУ, например, при дальнейшей транспортировке ШФЛУ на экспорт танкерами, для реализации низкотемпературной ректификации с получением ШФЛУ в жидкой фазе, обеспечивающей предварительное отделение метана и этана от более тяжелых углеводородов (С3-С4), входящих в состав ШФЛУ, несмотря на то, что очистка широкой фракции легких углеводородов осуществляется в газовой фазе;- additional energy consumption both in the preparation of the process raw materials and in the use of the final product due to the need for sequential operations of evaporation of a liquid wide fraction of light hydrocarbons (BFLH), purification of gaseous BFLH with an absorbent at a temperature of 35-40 ° С under a pressure of 15 atm, and condensation of BFLH, for example, during further transportation of BFLH for export by tankers, for the implementation of low-temperature distillation to produce BFLH in the liquid phase, which provides preliminary separation of methane and ethane and from the heavier hydrocarbons (C 3 -C 4 ) that are part of NGL, despite the fact that the cleaning of a wide fraction of light hydrocarbons is carried out in the gas phase;
- поглощение водным раствором абсорбента метанола с постепенным его накапливанием в цикле абсорбция-регенерация при наличии в ШФЛУ примеси метанола;- absorption of methanol absorbent with an aqueous solution with its gradual accumulation in the absorption-regeneration cycle in the presence of methanol impurities in NGL;
- дополнительное равновесное насыщение ШФЛУ влагой при контакте очищаемой ШФЛУ с водным раствором абсорбента;- additional equilibrium saturation of BFLH with moisture upon contact of the purified BFLH with an aqueous absorbent solution;
- невозможность достижения одинаково глубокой очистки по извлекаемым диоксиду углерода и сернистым соединениям, поскольку абсорбент обладает различной селективностью поглощения по отношению к данным примесям.- the impossibility of achieving equally deep purification of recoverable carbon dioxide and sulfur compounds, since the absorbent has different absorption selectivity with respect to these impurities.
Известен также способ очистки широкой фракции легких углеводородов от меркаптановых соединений путем взаимодействия меркаптановых соединений с абсорбентом, полученным путем смешения водного раствора щелочи с алкилбензилдиметиламмонием хлоридом (патент на изобретение RU 2529203 С2, МПК C01G 19/02, C01G 21/06, заявлен 26.01.20121, опубликован 10.09.2013). Недостатками данного способа являются:There is also a method of purifying a wide fraction of light hydrocarbons from mercaptan compounds by reacting mercaptan compounds with an absorbent obtained by mixing an aqueous alkali solution with alkylbenzyldimethylammonium chloride (patent RU 2529203 C2, IPC C01G 19/02, C01G 21/06, filed January 26, 2018 published on 09/10/2013). The disadvantages of this method are:
- дополнительные энергозатраты при подготовке сырья процесса и при использовании конечного продукта, к чему приводит необходимость последовательного проведения операций испарения жидкой ШФЛУ, очистки газообразной ШФЛУ абсорбентом и конденсации ШФЛУ, например, при дальнейшей транспортировке ШФЛУ на экспорт танкерами очистка широкой фракции легких углеводородов осуществляется в газовой фазе, однако поскольку предварительное отделение метана и этана от более тяжелых углеводородов (С3-С4), входящих в состав ШФЛУ, обеспечивается низкотемпературной ректификацией с получением ШФЛУ в жидкой фазе, то для реализации данного способа необходимо жидкую ШФЛУ вначале испарить;- additional energy costs in the preparation of the process raw materials and in the use of the final product, which leads to the need for sequential operations of vaporizing liquid BFLH, purifying gaseous BFLH with absorbent material and condensing BFLH, for example, during further transportation of BFLH for export by tankers, the cleaning of a wide fraction of light hydrocarbons is carried out in the gas phase however, since the preliminary separation of methane and ethane from the heavier hydrocarbons (C 3 -C 4 ), which are part of NGL, low distillation to obtain BFLH in the liquid phase, for the implementation of this method, it is necessary to liquid BFLH first to evaporate;
- поглощение водным раствором абсорбента метанола с постепенным его накапливанием в цикле абсорбция-регенерация при наличии в ШФЛУ примеси метанола;- absorption of methanol absorbent with an aqueous solution with its gradual accumulation in the absorption-regeneration cycle in the presence of methanol impurities in NGL;
- дополнительное равновесное насыщение ШФЛУ влагой при контакте очищаемой ШФЛУ с водным раствором абсорбента.- additional equilibrium saturation of BFLH with moisture upon contact of the purified BFLH with an aqueous absorbent solution.
Известен способ очистки сжиженных углеводородных газов (СУГ) от метанола, включающий экстракционную очистку данных газов водой и их адсорбционную осушку, при котором после экстракционной очистки из отработанной воды отгоняют метанол и конденсируют его, а регенерированную воду возвращают на стадию экстракционной очистки (патент на изобретение RU 2451538 С1, МПК B01D 53/00, заявлен 15.11.2010, опубликован 27.05.2012). Недостатками данного способа являются:A known method of purification of liquefied hydrocarbon gases (LHG) from methanol, including extraction purification of these gases with water and their adsorption drying, in which, after extraction purification from waste water, methanol is distilled off and condensed, and the regenerated water is returned to the extraction purification stage (patent for invention RU 2451538 C1, IPC
- высокая энергоемкость реализации способа, вызванная необходимостью ввода большого количества тепла при отгонке метанола из отработанной воды из-за высокой теплоемкости воды, которая в среднем в два раза выше, чем у органических экстрагентов;- high energy intensity of the implementation of the method, due to the need to enter a large amount of heat during the distillation of methanol from waste water due to the high heat capacity of water, which is on average twice as high as that of organic extractants;
- необходимость реализации процессов очистки газа от метанола и воды отдельно для каждого вида сжиженного углеводородного газа при получении на одном предприятии нескольких видов СУГ;- the need to implement gas purification processes from methanol and water separately for each type of liquefied petroleum gas upon receipt of several types of LPG at one enterprise;
- увеличение размеров адсорберов и загрузки адсорбента, к чему приводит повышенная нагрузка по воде адсорбционной стадии процесса из-за равновесного обводнения очищенного от метанола сжиженного углеводородного газа на стадии экстракционной очистки.- increasing the size of the adsorbers and adsorbent loading, which results in an increased water load of the adsorption stage of the process due to the equilibrium flooding of the liquefied hydrocarbon gas purified from methanol at the extraction purification stage.
Общим недостатком рассмотренных способов очистки сжиженных углеводородных газов от метанола, сернистых соединений и воды является, во-первых, их высокая энергоемкость из-за необходимости обеспечения многостадийности процесса, включающего предварительное испарение СУГ, абсорбционную очистку и осушку или экстракционную очистку и осушку, а, во-вторых, усложнение технологической схемы и ее обслуживания.A common disadvantage of the considered methods of purification of liquefied petroleum gases from methanol, sulfur compounds and water is, firstly, their high energy intensity due to the need to ensure a multi-stage process, including preliminary evaporation of LPG, absorption cleaning and drying or extraction cleaning and drying, and, in -second, the complication of the technological scheme and its maintenance.
Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, заключается в упрощении и универсализации технологической схемы получения сжиженных углеводородных газов на стадии очистки сжиженных газов независимо от комбинации извлекаемых примесей, снижении энергоемкости процесса и обеспечении гибкой вариативности процесса при формировании ассортимента выпускаемой конечной продукции в зависимости от требований маркетинга.The problem to which the claimed invention is directed, is to simplify and universalize the technological scheme for producing liquefied petroleum gases at the stage of purification of liquefied gases, regardless of the combination of recoverable impurities, reducing the energy intensity of the process and providing flexible process variability in the formation of the range of finished products depending on marketing requirements .
Решение данной задачи достигается за счет того, что в способе получения сжиженных углеводородных газов, включающем адсорбционную очистку широкой фракции легких углеводородов от сернистых соединений и метанола, адсорбционная очистка сжиженной широкой фракции углеводородов реализуется в системе многослойных адсорберов, в которых каждый слой адсорбента последовательно селективен по отношению к конкретному виду извлекаемой примеси, температурная регенерация и последующее охлаждение адсорбентов выполняется метановой фракцией, очищенной от присутствия примесей, аналогичных извлекаемым, и подаваемой со стороны, на завершающем этапе охлаждения адсорбентов адсорберы продувают сухим азотом высокого давления перед подачей широкой фракции легких углеводородов в адсорбер с регенерированными адсорбентами, а очищенную широкую фракцию легких углеводородов подвергают ректификации для получения сжиженных узких фракций легких углеводородов. Использование для удаления нескольких разновидностей примесей из сжиженных углеводородных газов многослойных адсорберов, в которых каждый слой адсорбента последовательно селективен по отношению к конкретному виду извлекаемой примеси, позволяет намного эффективнее использовать специфические адсорбционные свойства адсорбентов в ходе адсорбции одной конкретной примеси для достижения необходимой высокой степени очистки, так как при использовании универсальных адсорбентов в процессе очистки основного продукта в адсорбенте происходит десорбция компонентами с высоким адсорбционным потенциалом компонентов с низким адсорбционным потенциалом, что приводит к загрязнению ими очищаемого продукта или к необходимости существенного увеличения высоты (и, соответственно, загрузки) слоя адсорбента, что ухудшает технико-экономические показатели процесса очистки за счет роста капитальных и эксплуатационных затрат. Проведение температурной регенерации и последующее охлаждение адсорбентов метановой фракцией, полученной в ходе выделения широкой фракции легких углеводородов из природного газа, позволяет циркулировать метановую фракцию в системе регенерации адсорбентов с отдувкой относительно небольшого количества метановой фракции с продуктами десорбции, используемого в качестве топлива в нагревателе регенерирующей метановой фракции, что исключает необходимость в дополнительной аппаратуре для очистки газов регенерации от десорбированных примесей. Продувка сухим азотом высокого давления адсорберов на завершающем этапе охлаждения адсорбентов перед подачей широкой фракции легких углеводородов в адсорбер с регенерированными адсорбентами позволяет предотвратить растворение метана в загружаемой в адсорберы широкой фракции легких углеводородов на последующую очистку, что позволяет повысить чистоту получаемого далее сжиженного пропана. Очищенную широкую фракцию легких углеводородов подвергают ректификации для получения сжиженных узких фракций легких углеводородов в системе, по крайней мере, из двух полных ректификационных колонн, что позволяет получать как минимум три сжиженные узкие фракции легких углеводородов, расширяя ассортимент выпускаемой продукции.The solution to this problem is achieved due to the fact that in the method for producing liquefied hydrocarbon gases, including adsorption purification of a wide fraction of light hydrocarbons from sulfur compounds and methanol, adsorption purification of a liquefied wide fraction of hydrocarbons is implemented in a system of multilayer adsorbers in which each adsorbent layer is sequentially selective with respect to to a specific type of recoverable impurities, temperature regeneration and subsequent cooling of adsorbents is performed by the methane fraction, purified at the final stage of cooling the adsorbents, the adsorbers are purged with high-pressure dry nitrogen before feeding a wide fraction of light hydrocarbons into the adsorber with regenerated adsorbents, and the purified broad fraction of light hydrocarbons is rectified to obtain liquefied narrow fractions of light hydrocarbons. The use of multilayer adsorbers to remove several types of impurities from liquefied hydrocarbon gases, in which each adsorbent layer is sequentially selective with respect to a particular type of impurity to be recovered, makes it possible to more effectively use the specific adsorption properties of adsorbents during the adsorption of one particular impurity to achieve the required high degree of purification, how when using universal adsorbents in the process of purification of the main product in the adsorbent occurs um, desorption by components with high adsorption potential of components with low adsorption potential, which leads to contamination of the product being cleaned or to a substantial increase in the height (and, correspondingly, loading) of the adsorbent layer, which affects the technical and economic performance of the cleaning process due to the growth of capital and operational costs. Carrying out temperature regeneration and subsequent cooling of the adsorbents by the methane fraction obtained during the extraction of a wide fraction of light hydrocarbons from natural gas allows the methane fraction to circulate in the adsorbent regeneration system with a relatively small amount of methane fraction with desorption products used as fuel in the heater of the regenerating methane fraction , which eliminates the need for additional equipment for cleaning regeneration gases from desorbed impurities. Purge of high pressure adsorbers with dry nitrogen at the final stage of cooling the adsorbents before feeding a wide fraction of light hydrocarbons to the adsorber with regenerated adsorbents prevents methane from dissolving in the wide fraction of light hydrocarbons loaded into the adsorbers for subsequent purification, which improves the purity of the resulting liquefied propane. The purified broad fraction of light hydrocarbons is subjected to rectification to obtain liquefied narrow fractions of light hydrocarbons in the system of at least two complete distillation columns, which allows to obtain at least three liquefied narrow fractions of light hydrocarbons, expanding the range of products.
Поскольку заключительной стадией регенерации является продувка слоя адсорбента азотом для удаления метана уже при низкой температуре слоя активированных адсорбентов, необходимо, чтобы азот содержал сернистых соединении не более 1-2 ppm, метанола не более 1-2 ppm, влаги не более 0,1-1 ppm, так как при значительных концентрациях этих примесей в азоте начнется сорбция этих примесей адсорбентами, что приведет к снижению рабочей адсорбционной активности адсорбентов и снижению технико-экономических показателей процесса (увеличению загрузки адсорбентов адсорбры, металлоемкости адсорберов, энергозатрат на регенерацию адсорбентов).Since the final stage of regeneration is purging the adsorbent layer with nitrogen to remove methane even at a low temperature of the layer of activated adsorbents, it is necessary that nitrogen contain sulfur compounds not more than 1-2 ppm, methanol not more than 1-2 ppm, moisture not more than 0.1-1 ppm, since at significant concentrations of these impurities in nitrogen, sorption of these impurities by adsorbents will begin, which will lead to a decrease in the working adsorption activity of adsorbents and a decrease in the technical and economic parameters of the process (increase in adsorbent loading adsorbers, metal consumption of adsorbers, energy consumption for regeneration of adsorbents).
Целесообразно, при наличии в сжиженных углеводородных газах двух видов нежелательных примесей - сернистых соединений и метанола - чтобы многослойные адсорберы имели два слоя адсорбента, при этом по направлению движения очищаемого потока сжиженных углеводородных газов в адсорберах сначала располагался слой среднепористого цеолита NaA или СаА, адсорбирующий метанол, а затем слой широкопористого цеолита NaX или СаХ, адсорбирующий сернистые соединения.It is advisable, if there are two types of undesirable impurities in liquefied hydrocarbon gases - sulfur compounds and methanol - that the multilayer adsorbers have two adsorbent layers, while in the direction of movement of the cleaned stream of liquefied hydrocarbon gases in the adsorbers, a layer of medium-porous zeolite NaA or CaA adsorbing methanol is located, and then a layer of broad-porous zeolite NaX or CaX adsorbing sulfur compounds.
При наличии в сжиженных углеводородных газах трех видов нежелательных примесей - сернистых соединений, метанола и воды - целесообразно, чтобы многослойные адсорберы имели три слоя адсорбента, при этом по направлению движения очищаемого потока сжиженных углеводородных газов в адсорберах сначала расположен слой мелкопористого цеолита КА, сорбирующий воду, затем слой среднепористого цеолита NaA или СаА, адсорбирующий метанол, далее слой широкопористого цеолита NaX или СаХ, адсорбирующий сернистые соединения.If there are three types of undesirable impurities in liquefied hydrocarbon gases - sulfur compounds, methanol and water - it is advisable that the multilayer adsorbers have three adsorbent layers, while in the direction of movement of the cleaned stream of liquefied hydrocarbon gases in the adsorbers, a layer of finely porous KA zeolite sorbing water is located, then a layer of medium-porous zeolite NaA or CaA adsorbing methanol, then a layer of wide-porous zeolite NaX or CaX adsorbing sulfur compounds.
Целесообразно, чтобы в многослойных адсорберах направление движения очищаемого потока сжиженных углеводородных газов обеспечивалось снизу вверх, так как при этом при заполнении адсорбера очищаемым продуктом на начальной стадии адсорбции происходит равномерное постепенное заполнение аппарата и слоев адсорбента жидкой фазой, что уменьшает разрушение гранул адсорбента и образование микрочастиц пыли, загрязняющих очищаемый поток сжиженных углеводородных газов, поскольку при обратном направлении заполнения адсорбера кинетическая энергия падающих струй сжиженных углеводородных газов переходит в потенциальную энергию, вызывающую механическое воздействие на гранулы адсорбента с образованием микрочастиц пыли. При этом метановая фракция, используемая при температурной регенерации и охлаждении абсорбентов, подается в многослойные адсорберы в направлении противоположном направлению движения очищаемого потока сжиженных углеводородных газов. Для гарантии качества получаемых сжиженных углеводородных газов на выходе потока сжиженных углеводородных газов из многослойных адсорберов целесообразно выполнить их фильтрационную очистку, что также предотвратит засорение частицами адсорбента последующей аппаратуры.It is advisable that in multilayer adsorbers the direction of movement of the cleaned stream of liquefied hydrocarbon gases is ensured from the bottom up, since when filling the adsorber with the cleaned product at the initial stage of adsorption, the apparatus and layers of the adsorbent are uniformly gradually filled with a liquid phase, which reduces the destruction of the adsorbent granules and the formation of dust microparticles polluting the cleaned stream of liquefied hydrocarbon gases, since the kinetic en rgiya falling jets of liquefied hydrocarbon gases goes into potential energy due to mechanical impact on the adsorbent granules to form dust microparticles. In this case, the methane fraction used in the temperature regeneration and cooling of absorbents is fed into the multilayer adsorbers in the direction opposite to the direction of movement of the cleaned stream of liquefied hydrocarbon gases. In order to guarantee the quality of the obtained liquefied hydrocarbon gases at the outlet of the liquefied hydrocarbon gas stream from the multilayer adsorbers, it is advisable to carry out their filtration purification, which will also prevent the adsorbent particles from clogging the subsequent equipment.
Для обеспечения гибкой вариативности процесса получения сжиженных углеводородных газов при формировании ассортимента выпускаемой конечной продукции в зависимости от требований маркетинга в системе из двух полных ректификационных колонн целесообразно:To ensure flexible variability of the process for producing liquefied hydrocarbon gases when forming the assortment of manufactured final products, depending on the requirements of marketing in a system of two full distillation columns, it is advisable:
а) в первой по ходу колонне с верха колонны получать товарный сжиженный пропан, а снизу колонны - смесь фракций С4 и С5 с примесью вышекипящих углеводородов, которая далее разделяется во второй ректификационной колонне с получением сверху товарного сжиженного бутана, а снизу - жидкой пентан-гексановой фракции с незначительной примесью вышекипящих углеводородов;a) in the first column along the column, from the top of the column, obtain marketable liquefied propane, and from the bottom of the column, a mixture of fractions C 4 and C 5 with an admixture of higher boiling hydrocarbons, which is then separated in the second distillation column to obtain marketable liquefied butane and liquid pentane from the bottom -hexane fraction with a slight admixture of higher boiling hydrocarbons;
б) в первой по ходу колонне с верха колонны отводить товарный сжиженный пропан-бутан технический (СПБТ), а с низа колонны - пентан-гексановую фракцию с незначительной примесью вышекипящих углеводородов, при этом часть СПБТ в качестве сырья вводится во вторую ректификационную колонну с получением сверху сжиженного пропана, а снизу бутана.b) in the first column along the column, discharge commercial liquefied technical propane-butane (SPBT), and from the bottom of the column - the pentane-hexane fraction with a slight admixture of higher boiling hydrocarbons, while part of the SPBT is introduced into the second distillation column as raw material to obtain above liquefied propane, and below butane.
Для обеспечения высокой степени эффективности работы ректификационных колонн целесообразно в качестве контактных устройств в обеих полных ректификационных колоннах использовать регулярную перекрестноточную насадку системы «ПЕТОН», что позволит при прочих равных условиях снизить энергозатраты при сохранении качества вырабатываемых узких фракций легких углеводородов или повысить их качество при сохранении энергозатрат.To ensure a high degree of efficiency of the distillation columns, it is advisable to use a regular cross-head nozzle of the PETON system as contact devices in both full distillation columns, which, ceteris paribus, will reduce energy consumption while maintaining the quality of the produced narrow fractions of light hydrocarbons or improve their quality while maintaining energy costs .
Для обеспечения гибкой вариативности процесса получения сжиженных углеводородных газов при формировании ассортимента выпускаемой конечной продукции в зависимости от требований маркетинга, а также возможных колебаний состава широкой фракции легких углеводородов ввод соответствующего сырья в две полные ректификационные колонны может осуществляться в среднюю часть ректификационных колонн на различные по высоте колонн контактные устройства, что позволит варьировать число контактных устройств в верхней и нижней частях ректификационных колонн и оптимизировать технологические режимы их работы для снижения энергозатрат или повышения качества конечной продукции. Для снижения энергозатрат также целесообразно обеспечить нагревание и частичное испарение сырья, вводимого в соответствующие две полные ректификационные колонны за счет рекуперативного теплообмена с продуктами, отводимыми с низа этих ректификационных колонн.To ensure flexible variability of the process of producing liquefied petroleum gases when forming the range of final products depending on marketing requirements, as well as possible fluctuations in the composition of a wide fraction of light hydrocarbons, the introduction of the corresponding raw materials into two full distillation columns can be carried out in the middle part of distillation columns for columns of different heights contact devices, which will allow you to vary the number of contact devices in the upper and lower parts of distillation columns and optimize the technological modes of their operation to reduce energy consumption or improve the quality of the final product. To reduce energy costs, it is also advisable to provide heating and partial evaporation of the raw materials introduced into the corresponding two complete distillation columns due to regenerative heat exchange with products removed from the bottom of these distillation columns.
На фигурах 1 и 2 представлена принципиальная схема установки, реализующей заявляемое изобретение, на которой:In figures 1 and 2 presents a schematic diagram of an installation that implements the claimed invention, in which:
10, 20, 30, 40 - адсорбер;10, 20, 30, 40 — adsorber;
50, 60, 270 - фильтр-пылеуловитель;50, 60, 270 - dust filter;
70, 90, 150, 220 - емкость;70, 90, 150, 220 - capacity;
80, 100, 160, 230 - насос;80, 100, 160, 230 - pump;
110, 180, 280 - рекуперативный теплообменник;110, 180, 280 - recuperative heat exchanger;
120 - колонна-депропанизатор;120 - column depropanizer;
130, 200, 250 - аппарат воздушного охлаждения;130, 200, 250 - air cooling apparatus;
140, 210, 260, 300 - водяной холодильник;140, 210, 260, 300 - water refrigerator;
170, 240 - термосифон;170, 240 - thermosiphon;
190 - колонна-дебутанизатор;190 - debutanizer column;
290 - печь;290 - oven;
1-9, 11-19, 21-29, 31-39, 41-49, 51-53 - линии трубопроводов.1-9, 11-19, 21-29, 31-39, 41-49, 51-53 - pipelines.
Приведенная на фигурах 1 и 2 схема установки, реализующей заявляемое изобретение, функционирует следующим образом.Shown in figures 1 and 2, the installation diagram that implements the claimed invention, operates as follows.
Условно принято, что два адсорбера 10 и 20 работают в режиме адсорбции, адсорбер 30 находится в режиме регенерации, адсорбер 40 находится в режиме охлаждения. Поток исходной ШФЛУ в количестве 93800 кг/ч, содержащий 0,0002% масс. метана, 0,0468% масс. метанола и 0,0262% масс. сернистых соединений, при температуре 35°С и давлении 1,77 МПа по линии 1 поступает на адсорбционную очистку ШФЛУ от сернистых соединений и метанола снизу вверх в два параллельно работающих адсорбера 10 и 20, каждый из которых содержит два слоя адсорбентов: в нижнем слое размещается цеолит типа NaA, а в верхнем - цеолит типа NaX, которые последовательно обеспечивают очистку ШФЛУ от метанола и сернистых соединений.It is conventionally accepted that two
Поток очищенной от сернистых соединений и метанола широкой фракции легких углеводородов с содержанием 0,0002% масс. метана, 0,0028% масс. метанола и 0,0004% масс. сернистых соединений из адсорберов 10 и 20 поступает в общий коллектор с температурой 35°С и давлением 1,72 МПа. Далее объединенный поток ШФЛУ в количестве 93703 кг/ч по линии 2 направляется в фильтры-пылеуловители 60, один из которых находится в резерве. В фильтрах-пылеуловителях 60 происходит очистка ШФЛУ от унесенных из адсорберов микрочастиц цеолита.The stream purified from sulfur compounds and methanol a wide fraction of light hydrocarbons with a content of 0.0002% of the mass. methane, 0.0028% of the mass. methanol and 0.0004% of the mass. sulfur compounds from
После фильтрации поток очищенной ШФЛУ по линии 3 поступает в емкость 70, из которой поток очищенной ШФЛУ под давлением 1,61 МПа по линии 5 поступает на прием насосов 80. Вытесняемые из адсорбера при его заполнении сырьем (ШФЛУ) на стадии адсорбции газы по линии 7 сбрасываются на факел.After filtering, the purified BFLH stream through
С выкида насосов 80 поток очищенной ШФЛУ в количестве 93703 кг/ч по линии 6 выводится в емкость 90, из которой поток ШФЛУ по линии 8 поступает на прием насосов 100. С выкида насосов 100 поток ШФЛУ по линии 9 поступает в рекуперативный теплообменник 110, где частично испаряется за счет тепла потока бутан-пентан-гексановой фракции, отходящей из куба колонны-депропанизатора 120 по линии 22. Подогретый в рекуперативном теплообменнике 110 поток сырья в количестве 93703 кг/ч поступает по линии 11 в среднюю часть ректификационной колонны-депропанизатора 120, где происходит выделение из ШФЛУ пропана.From the pump outlet 80, the cleaned BFLH stream in the amount of 93703 kg / h via line 6 is discharged to the
Подвод тепла в куб колонны-депропанизатора 120 осуществляется за счет циркуляции нижнего потока колонны по линиям 19 и 20, подогреваемого с помощью теплоносителя АМТ-300 в термосифоне 170.Heat is supplied to the cube of the
Поток паров пропана в количестве 132968 кг/ч при температуре 55°С и давлении 1,89 МПа по линии 12 отводится с верха колонны-депропанизатора 120, конденсируется в аппарате воздушного охлаждения (АВО) 130, по линии 13 поступает на доохлаждение в водяной холодильник 140 и далее по линии 14 с температурой 35°С направляется в емкость 150.A propane vapor stream in an amount of 132968 kg / h at a temperature of 55 ° C and a pressure of 1.89 MPa is discharged via
Из емкости 150 поток пропана при давлении 1,84 МПа по линии 16 подается на прием насосов 160 и далее с давлением 2,33 МПа и температурой 35°С в количестве 77154 кг/ч в качестве орошения по линии 17 в колонну-депропанизатор 120, а балансовое количество пропана в количестве кг/ч выводится с установки в резервуарный парк по линии 18.From a
Поток бутан-пентан-гексановой фракции из куба колонны-депропанизатора 120 в количестве 37889 кг/ч с температурой 120°С и давлением 1,93 МПа по линии 22 подается в рекуперативные теплообменники 110, где он охлаждается до 53°С, и далее по линии 23 подается в рекуперативные теплообменники 180, где нагревается до 65°С потоком пентан-гексановой фракции поступающим по линии 36 из куба ректификационной колонны-дебутанизатора 190. Нагретый поток бутан-пентан-гексановой фракции по линии 24 вводится в зону питания колонны-дебутанизатора 190.A stream of butane-pentane-hexane fraction from the bottom of the
Подвод тепла в куб колонны-дебутанизатора 190 осуществляется за счет циркуляции нижнего потока колонны по линиям 34 и 35, подогреваемого с помощью теплоносителя АМТ-300 в термосифоне 240.Heat is supplied to the cube of the
Поток паров бутана с верха колонны-дебутанизатора 190 в количестве 49733 кг/ч при давлении 0,80 МПа и температуре 65°С по линии 25 поступает в аппарат воздушного охлаждения 200, конденсируется в нем и по линии 26 поступает на доохлаждение до 40°С в водяной холодильник 210, далее по линии 27 направляется в емкость 220. Несконденсированные пары из емкости 220 отводятся на факел по линии 28.The stream of butane vapor from the top of the
Из емкости 220 поток бутановой фракции с давлением 0,75 МПа и температурой 40°С по линии 29 подается на прием насосов 230 и по линии 31 с давлением 1,24 МПа в количестве 23948 кг/ч подается в качестве орошения в колонну-дебутанизатор 190, а балансовое количество бутана по линии 32 в количестве 25785 кг/ч поступает в водяной холодильник 300 и после охлаждения до 34°С отводится с установки в резервуарный парк по линии 33.From a
Поток пентан-гексановой фракции отводится снизу колонны-дебутанизатора 190 по линии 36, охлаждается в рекуперативном теплообменнике 180, по линиям 37 и 38 последовательно охлаждается, соответственно, в аппарате воздушного охлаждения 250 и водяном холодильнике 260 и по линии 39 поступает в резервуарный парк.The flow of the pentane-hexane fraction is diverted from the bottom of the
В качестве газа охлаждения, продувочного газа, газа регенерации на блоке очистки ШФЛУ от сернистых соединений используется метановая фракция, поступающая из заводской сети по линии 41.As the cooling gas, purge gas, and regeneration gas, the methane fraction coming from the factory network via
Стадия регенерации осуществляется по описанной ниже схеме. Часть от общего потока метановой фракции поступает по линии 43 в количестве 15953 кг/ч при температуре 25°С и давлении 2,45 МПа для подогрева до 115°С в рекуперативный теплообменник 280, далее по линии 44 поступает в печь 290, где нагревается до температуры регенерации и по линии 45 с температурой порядка 300°С подается в коллектор адсорберов в качестве газа регенерации.The regeneration stage is carried out according to the scheme described below. A part of the total methane fraction stream enters through
Насыщенный метанолом и сернистыми соединениями адсорбент, потерявший активность, подвергается регенерации. Для регенерации цеолита адсорбер 30 предварительно освобождается от ШФЛУ технологическим азотом в количестве до 7000 м3/ч с давлением 2,36 МПа при температуре 50°С, который подается по линии 46. Освобождение адсорбера (описание приведено на примере адсорбера 30, для адсорберов 10, 20, 40 аналогично) от ШФЛУ производится передавливанием жидкой фазы ШФЛУ из слоев адсорбента азотом сверху вниз в коллектор очищенной ШФЛУ и далее в загрузочно-разгрузочную емкость (на схеме не указана). При необходимости неочищенная ШФЛУ из этой емкости выдавливается азотом высокого давления через линию заполнения (обратным ходом) в адсорбер, который необходимо заполнить после стадии регенерации и охлаждения.Saturated with methanol and sulfur compounds, the adsorbent, which has lost activity, undergoes regeneration. To regenerate zeolite, the
После опорожнения адсорбера производится продувка адсорбера потоком метановой фракции из линии 42 сверху вниз. Продувка предназначена для удаления из пространства между гранулами цеолита остатков ШФЛУ и «подсушивания» гранул. Продувочный газ (метановая фракция) после адсорбера 30 поступает по линии 47 в фильтры-пылеуловители 50, в которых очищается от цеолитной пыли и выводится по линии 49 в топливную сеть.After emptying the adsorber, the adsorber is purged with a stream of methane fraction from
После продувки адсорбера производится регенерация цеолита подачей газа регенерации от печи 290 по линии 45 в адсорбер 30 сверху вниз.After purging the adsorber, zeolite is regenerated by supplying regeneration gas from
Газ регенерации в количестве 16319 кг/ч при температуре 228°С и давлении 2,15 МПа в смеси с 0,8281% масс. сернистых соединений и 1,412% масс. метанола из адсорбера 30 поступает в общий коллектор и далее по линии 51 направляется в фильтры-пылеуловители 270, один из которых находится в резерве. В фильтрах-пылеуловителях 270 происходит очистка газа регенерации от унесенных из адсорбера микрочастиц гранул цеолита.Regeneration gas in an amount of 16319 kg / h at a temperature of 228 ° C and a pressure of 2.15 MPa in a mixture with 0.8281% of the mass. sulfur compounds and 1.412% of the mass. methanol from
Очищенный от цеолитной пыли газ регенерации по линии 52 далее поступает в рекуперативный теплообменник 280, где газ регенерации отдает свое тепло потоку метановой фракции, направляющейся в печь 290, и затем выводится с блока на прием дожимной компрессорной станции по линии 53.The zeolite dust purified from the regeneration gas via
После регенерации цеолит охлаждается потоком метановой фракции, который подается в адсорбер по линии 42 (описание принято на примере адсорбера 40, для адсорберов 10, 20, 30 аналогично) сверху вниз.After regeneration, the zeolite is cooled by a stream of methane fraction, which is supplied to the adsorber via line 42 (the description is taken on the example of
Газ охлаждения (продувочные газы при продувке адсорбера от остатков ШФЛУ и при продувке инертным газом) из адсорбера по линии 40 поступает в общий коллектор и далее направляется в фильтры-пылеуловители 50, один из которых находится в резерве. В фильтрах-пылеуловителях 50 происходит очистка газа охлаждения от унесенных из адсорбера микрочастиц гранул цеолита.Cooling gas (purge gases when the adsorber is purged from residues of NGL and when inert gas is purged) from the adsorber through
Очищенный от цеолитной пыли газ охлаждения далее выводится на прием ДКС по линии 48. Также предусмотрена линия вывода газа охлаждения в топливную сеть по линии 49.The cooling gas purified from zeolite dust is then output to the BCS via
После охлаждения адсорбер 40 продувают инертным газом, чтобы не допустить растворение метана в ШФЛУ. Поток азота высокого давления поступает по линии 46 сверху вниз в адсорбер. Продувочный инертный газ (азот высокого давления), выводимый из адсорбера 40, очищается от цеолитной пыли в фильтрах-пылеуловителях 50 и выводится в топливную сеть по линии 49.After cooling, the
После продувки адсорбера инертным газом происходит заполнение адсорбера 40 потоком ШФЛУ снизу вверх из емкости (на схеме не указана).After purging the adsorber with an inert gas, the
Циклограмма процесса приведена на фигуре 3.The process flow chart is shown in figure 3.
Пример. Выполнено математическое моделирование способа получения сжиженных углеводородных газов при использовании в качестве сырья ШФЛУ в количестве 93800 кг/ч, содержащей 0,0002% масс. метана, 0,0468% масс. метанола и 0,0262% масс. сернистых соединений, с последовательной адсорбционной очисткой ШФЛУ от примеси метанола и сернистых соединений и газофракцирнированием с получением жидких пропана, бутана и пентан-гексановой фракции по заявляемому изобретению, реализуемому на установке по технологической схеме, приведенной на фигурах 1 и 2 в соответствии с вышеприведенным технологическим режимом.Example. Mathematical modeling of the method for producing liquefied hydrocarbon gases using BFLH as a raw material in the amount of 93,800 kg / h, containing 0,0002% of the mass. methane, 0.0468% of the mass. methanol and 0.0262% of the mass. sulfur compounds, with sequential adsorption purification of BFLH from methanol and sulfur compounds and gas fractionation to obtain liquid propane, butane and a pentane-hexane fraction according to the claimed invention, implemented in the installation according to the technological scheme shown in figures 1 and 2 in accordance with the above technological mode .
В качестве контактных устройств в обеих полных ректификационных колоннах использовалась регулярная перекрестноточная насадка системы «ПЕТОН».The regular crossflow nozzle of the PETON system was used as contact devices in both complete distillation columns.
Расчетные характеристики основных технологических потоков установки (расходы, компонентный состав, температура, давление), полученные в результате математического моделирования процесса, приведены в таблице 1, из которой следует, что в ходе адсорбционной очистки ШФЛУ содержание в ней примесей метанола и сернистых соединений снижается в 30 и 65 раз соответственно с обеспечением чистоты получаемых сжиженных пропана, бутана и пентан-гексановой фракции.The calculated characteristics of the main technological flows of the installation (costs, component composition, temperature, pressure) obtained as a result of mathematical modeling of the process are shown in Table 1, from which it follows that during the adsorption purification of BFLH, the content of methanol and sulfur compounds in it decreases by 30 and 65 times, respectively, ensuring the purity of the resulting liquefied propane, butane and pentane-hexane fraction.
Таким образом, заявленное изобретение позволяет осуществить выработку товарной продукции - сжиженных углеводородных газов - в том числе получить пропан и бутан с содержанием сернистых соединений до 10 ppm и метана не более 10 ppm, что соответствует самым строгим требованиям по EN.Thus, the claimed invention allows for the development of commercial products - liquefied petroleum gases - including the production of propane and butane with sulfur compounds up to 10 ppm and methane not more than 10 ppm, which meets the most stringent requirements of EN.
Claims (14)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015135487A RU2607631C1 (en) | 2015-08-24 | 2015-08-24 | Method for production of liquefied hydrocarbon gases |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015135487A RU2607631C1 (en) | 2015-08-24 | 2015-08-24 | Method for production of liquefied hydrocarbon gases |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2607631C1 true RU2607631C1 (en) | 2017-01-10 |
Family
ID=58452661
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015135487A RU2607631C1 (en) | 2015-08-24 | 2015-08-24 | Method for production of liquefied hydrocarbon gases |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2607631C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2714123C1 (en) * | 2019-01-10 | 2020-02-12 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие СИНТЕЗ" | Method of producing especially pure saturated hydrocarbons c3-c4 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU147178A1 (en) * | 1961-04-05 | 1961-11-30 | В.С. Виноградова | Method for fine purification of hydrocarbons |
RU2162362C1 (en) * | 2000-03-30 | 2001-01-27 | Шахов Александр Дмитриевич | Natural gas processing method |
-
2015
- 2015-08-24 RU RU2015135487A patent/RU2607631C1/en active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU147178A1 (en) * | 1961-04-05 | 1961-11-30 | В.С. Виноградова | Method for fine purification of hydrocarbons |
RU2162362C1 (en) * | 2000-03-30 | 2001-01-27 | Шахов Александр Дмитриевич | Natural gas processing method |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Семенова Т.А., очистка технологических газов, Химия, 1977.. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2714123C1 (en) * | 2019-01-10 | 2020-02-12 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие СИНТЕЗ" | Method of producing especially pure saturated hydrocarbons c3-c4 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10960343B2 (en) | Methods and systems for performing chemical separations | |
CN105749699B (en) | Full-temperature-range pressure swing adsorption gas separation, purification and purification method | |
RU2597081C2 (en) | Method for complex extraction of valuable admixtures from natural helium-containing hydrocarbon gas with high nitrogen content | |
JP5512281B2 (en) | High-purity carbon dioxide recovery method | |
RU2613914C9 (en) | Method for processing natural hydrocarbon gas | |
CN107789949A (en) | A kind of gas separating method of negative pressure pressure-variable adsorption | |
RU2602908C1 (en) | Method of natural gas cleaning from impurities during its preparation for production of liquefied methane, ethane and hydrocarbons wide fraction | |
CN101260330A (en) | Front end combination purification technique for producing liquefied natural gas from mixture gas rich-containing methane | |
CA2708530A1 (en) | A plant and process for recovering carbon dioxide | |
JP4851679B2 (en) | Deoxidation of hydrocarbon fluid streams. | |
CN108423681B (en) | Absorption and rectification combined denitration and purification process for carbon capture gas | |
KR20130114069A (en) | Method and apparatus for the purification of carbon dioxide using liquide carbon dioxide | |
CN103540335A (en) | Technology for recycling light dydrocarbon components from flare gases | |
CN105820846B (en) | A kind of full temperature journey pressure swing adsorption purge method of coke-stove gas benzene-removal naphthalene-removal | |
CN1800308A (en) | Stripped gas method for recovering C2 and higher carbon content hydrocarbon constituent | |
CN101555415A (en) | Method and apparatus for recovering oil product from oil-containing mixed gas | |
RU2536511C2 (en) | Process and plant for water removal from natural gas or industrial gases by physical solvents | |
RU2717052C1 (en) | Method and installation of natural gas adsorption drying and purification | |
KR101955015B1 (en) | method and APPARATUS for recovering nitrous oxide | |
CN108367230B (en) | Temperature swing adsorption process | |
US9511323B2 (en) | Dehydration of gases with liquid desiccant | |
RU2607631C1 (en) | Method for production of liquefied hydrocarbon gases | |
CN1872679A (en) | Method for preparing liquid carbon dioxide in foodstuff level by using tail gas of cement kiln | |
CN111548824A (en) | Combined process for recovering and separating refinery dry gas | |
RU2381823C1 (en) | Method of purifying gas from acid components and installation for realising said method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
HE4A | Change of address of a patent owner |
Effective date: 20190718 |