RU2685138C1 - Method of producing concentrate of xenon and krypton - Google Patents
Method of producing concentrate of xenon and krypton Download PDFInfo
- Publication number
- RU2685138C1 RU2685138C1 RU2018117460A RU2018117460A RU2685138C1 RU 2685138 C1 RU2685138 C1 RU 2685138C1 RU 2018117460 A RU2018117460 A RU 2018117460A RU 2018117460 A RU2018117460 A RU 2018117460A RU 2685138 C1 RU2685138 C1 RU 2685138C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- krypton
- concentrate
- xenon
- dispersed water
- Prior art date
Links
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 title claims abstract description 32
- 229910052743 krypton Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 30
- DNNSSWSSYDEUBZ-UHFFFAOYSA-N krypton atom Chemical compound [Kr] DNNSSWSSYDEUBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 30
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 28
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 94
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 58
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 48
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 32
- 239000001294 propane Substances 0.000 claims abstract description 31
- 150000004677 hydrates Chemical class 0.000 claims abstract description 30
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 claims abstract description 21
- NNPPMTNAJDCUHE-UHFFFAOYSA-N isobutane Chemical compound CC(C)C NNPPMTNAJDCUHE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 claims abstract description 15
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 239000001282 iso-butane Substances 0.000 claims abstract description 10
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 13
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims description 5
- NMJORVOYSJLJGU-UHFFFAOYSA-N methane clathrate Chemical compound C.C.C.C.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O NMJORVOYSJLJGU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 3
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 abstract description 14
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 abstract description 9
- 239000003034 coal gas Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 14
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 13
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 10
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 8
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- QGJOPFRUJISHPQ-UHFFFAOYSA-N Carbon disulfide Chemical compound S=C=S QGJOPFRUJISHPQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- RFXDGUUKGNRBCH-UHFFFAOYSA-N propane;hydrate Chemical compound O.CCC RFXDGUUKGNRBCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 5
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 4
- 229910052704 radon Inorganic materials 0.000 description 4
- SYUHGPGVQRZVTB-UHFFFAOYSA-N radon atom Chemical compound [Rn] SYUHGPGVQRZVTB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 3
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 3
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 2
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 2
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- -1 hydrogen hydrocarbon Chemical class 0.000 description 2
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010587 phase diagram Methods 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 241000533950 Leucojum Species 0.000 description 1
- LSDPWZHWYPCBBB-UHFFFAOYSA-N Methanethiol Chemical compound SC LSDPWZHWYPCBBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- QGJOPFRUJISHPQ-NJFSPNSNSA-N carbon disulfide-14c Chemical compound S=[14C]=S QGJOPFRUJISHPQ-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 1
- 229910002090 carbon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 1
- 238000005243 fluidization Methods 0.000 description 1
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 1
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B23/00—Noble gases; Compounds thereof
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технологическим процессам получения инертных газов и может быть использовано для получения концентрата ксенона и криптона из природного газа, в том числе, из попутного нефтяного газа и угольного газа.The invention relates to processes for the production of inert gases and can be used to obtain a concentrate of xenon and krypton from natural gas, including from associated petroleum gas and coal gas.
Известен газогидратный способ разделения смеси газов [RU 2329092, С2, B01D 57/00, F25J 3/00 20.07.2008], включающий ступенчатый процесс гидратации компонентов-газов исходной газовой смеси, различающиеся термобарическими условиями образования газовых гидратов, с последующим ступенчатым процессом дегидратации с выделением отдельных компонентов-газов из газовой смеси, при этом исходную газовую смесь с компонентами-газами подают на первую ступень многоступенчатого компрессора, где ее сжимают при давлении Р1, равном давлению гидратообразования первого компонента газа, затем ее отправляют в реактор, где происходит образование газовых гидратов при взаимодействии первого компонента-газа с водой, далее в первом циклоне газовые гидраты отделяют и направляют на дегидратацию в первую емкость для выделения первого компонента-газа, непрореагировавшую газовую смесь с оставшимися компонентами-газами из первого циклона подают на вторую ступень многоступенчатого компрессора, где ее сжимают при давлении Р2, затем ее отправляют во второй реактор, где происходит образование газовых гидратов при взаимодействии второго компонента-газа с водой, далее во втором циклоне газовые гидраты отделяют и направляют на дегидратацию во вторую емкость для выделения второго компонента-газа, непрореагировавшую газовую смесь с оставшимися компонентами-газами из второго циклона подают на следующую ступень многоступенчатого компрессора, и цикл вновь повторяют, выделяя остальные компоненты-газы при условии, что давление на каждой последующей стадии выше давления на предыдущей ступени, при этом процесс разделения газовой смеси, у которой размер молекул не превышает, проводят непрерывно при постоянном ее поступлении в многоступенчатый компрессор.Known gas hydrate method of separation of a mixture of gases [RU 2329092, C2, B01D 57/00, F25J 3/00 20.07.2008], which includes a stepwise process of hydration of the component gases of the original gas mixture, different temperature and pressure conditions for the formation of gas hydrates, followed by a stepwise dehydration process with the release of individual component gases from the gas mixture, while the source gas mixture with the component gases is fed to the first stage of a multi-stage compressor, where it is compressed at a pressure P1 equal to the hydrate formation pressure of the first comp nent of gas, then it is sent to the reactor, where the formation of gas hydrates occurs during the interaction of the first component gas with water, then in the first cyclone the gas hydrates are separated and sent for dehydration into the first tank to separate the first component gas, unreacted gas mixture with the remaining components - gases from the first cyclone are fed to the second stage of a multistage compressor, where it is compressed at pressure P2, then it is sent to the second reactor, where gas hydrates form at The action of the second gas component with water, then in the second cyclone, gas hydrates are separated and sent for dehydration into the second tank to separate the second gas component, the unreacted gas mixture with the remaining gas components from the second cyclone is fed to the next stage of the multi-stage compressor, and the cycle is again repeat, releasing the remaining components-gases, provided that the pressure at each subsequent stage is higher than the pressure at the previous stage, while the process of separation of the gas mixture, which has the size of molecules less than , carried out continuously with its constant flow into the multistage compressor.
Это техническое решение позволяет организовать непрерывный технологический процесс разделения газовой смеси и получать отдельные компоненты-газы с высокой степенью чистоты.This technical solution allows you to organize a continuous process of separation of the gas mixture and to obtain individual components, gases with a high degree of purity.
Однако известный способ отличается относительно высокой сложностью.However, the known method has a relatively high complexity.
Известен также способ получения концентрата инертных газов [RU 2466086, С2, C01В 23/00, B01D 53/00, 10.11.2012], предусматривающий получение концентрата инертных газов из сырья в виде газовой смеси, в качестве которой используют природные горючие смеси, добываемые на месторождениях из группы газовые, газоконденсатное, нефтегазоконденсатное, нефтегазовое, газонефтяное, нефтяное, угольное, газогидратное, причем получение концентрата инертных газов осуществляется на, по меньшей мере, одном этапе от извлечения на месторождении до завершения переработки, по меньшей мере, одним методом из группы: адсорбция, абсорбция, газовая диффузия, сопловой процесс, газовое центрифугирование, аэродинамическая сепарация, вихревой процесс, дистилляция, криогенная ректификация.There is also known a method for producing an inert gas concentrate [RU 2466086, C2, C01B 23/00, B01D 53/00, 10.11.2012], which provides for the preparation of an inert gas concentrate from raw materials in the form of a gas mixture, which use natural combustible mixtures produced fields from the group of gas, gas condensate, oil and gas condensate, oil and gas, gas and oil, oil, coal, gas hydrate, and inert gas concentrate is produced at least at one stage from extraction at the field to completion of processing, according to shey least one method from the group of: adsorption, absorption, gas diffusion, nozzle process, gas centrifuging, aerodynamic separation, swirl process, distillation, cryogenic rectification.
В частном случае получение ксенонового концентрата осуществляют или из промыслового природного газа, или из промыслового попутного нефтяного газа, или из промыслового попутного угольного газа. Кроме того, получение ксенонового концентрата осуществляют из, по меньшей мере, одного продукта промысловой подготовки и переработки из группы: из магистрального (очищенного) углеводородного газа, из осушенного углеводородного газа, из сухого отбензиненного газа (СОГ), из широкой фракции легких углеводородов (ШФЛУ), из кислых газов установки очистки углеводородного газа от сероводорода, из отходящих газов блока получения серы, из отходящих (утилизируемых) газов установки очистки углеводородного газа от сероводорода, из очищенного от сероводорода углеводородного газа, из отходящих (утилизируемых) газов установки очистки углеводородного газа от диоксида и оксида углерода, из очищенного от диоксида и оксида углерода углеводородного газа, из отходящих (утилизируемых) газов установки очистки углеводородного газа от меркаптанов, сероуглерода и сероокиси углерода, из очищенного от меркаптанов, сероуглерода и сероокиси углерода углеводородного газа, из отходящих (утилизируемых) газов установки очистки углеводородного газа от азота, из очищенного от азота углеводородного газа, из газовой фракции после концентрирования углеводородных газов, из остаточных газов блока получения азота и гелия, из газовой фракции разделенной газоконденсатной жидкости, из газовой фракции углеводородного газа. При этом получение ксенонового концентрата осуществляют на газо- нефте- перерабатывающих мощностях, включая установки предварительной подготовки природного газа (УППГ), газоперерабатывающие заводы (ГПЗ), производства синтетических жидких углеводородов (включая технологии GTL), ожижительные газовые заводы (ОГЗ), на заводах по производству гелия из природного газа.In the particular case of obtaining xenon concentrate is carried out either from field natural gas, or from field associated petroleum gas, or from field associated gas. In addition, obtaining xenon concentrate is carried out from at least one product of field preparation and processing from the group: from the main (purified) hydrocarbon gas, from the dried hydrocarbon gas, from the dry stripped gas (COG), from the wide fraction of light hydrocarbons (ShFLU ), from acid gases of a hydrocarbon gas purification installation from hydrogen sulphide, from flue gases of a sulfur production unit, from waste (reclaimed) gases from a hydrocarbon gas purification installation from hydrogen sulphide, from a sulfur-free hydrogen hydrocarbon gas, from waste (recyclable) gases of a hydrocarbon gas purification installation from carbon dioxide and oxide, from carbon dioxide and carbon monoxide purified from hydrocarbons from exhaust (recyclable) gases from a mercaptan gas purification installation, carbon disulfide and carbon disulfide, from purified from mercaptans, carbon disulfide and carbon monoxide of hydrocarbon gas, from waste (recyclable) gases of the plant for purification of hydrocarbon gas from nitrogen, from hydrocarbon gas purified from nitrogen and from the gaseous fraction in the concentration of hydrocarbon gases, residual gases from the unit for nitrogen and helium from the gas fraction separated natural gas liquids from a gaseous fraction of the hydrocarbon gas. At the same time, xenon concentrate is produced at gas-oil refining capacities, including pre-treatment plants for natural gas (UPPG), gas processing plants (GPPs), production of synthetic liquid hydrocarbons (including GTL technologies), liquefied gas plants (OGZ), at plants for helium production from natural gas.
Недостатком этого технического решения является его относительно низкая эффективность, обусловленная относительно низким выходом целевого продукта.The disadvantage of this technical solution is its relatively low efficiency, due to the relatively low yield of the target product.
Требуемый технический результат заключается в повышении выхода целевого продукта - концентрата ксенона и криптона из природного или попутного нефтяного газа.The required technical result is to increase the yield of the target product - xenon concentrate and krypton from natural or associated petroleum gas.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ получения концентрата ксенона и криптона [RU 2640785, C1, С01В 23/00, F25J 3/00 B01D 53/00, 11.01.2018], основанный на подаче в реактор природного или попутного нефтяного газа, причем, одновременно с природным или попутным газом в реактор подают диспергированную воду и создают термобарические условия по давлению в интервале от 0,1 до 20 МПа и по температуре в интервале от -50 до +50°С для образования концентрата газовых гидратов этана, пропана, изобутана и криптона и подвергают их разложению с образованием концентрата ксенона и криптона.The closest in technical essence and the achieved result is a method for producing xenon and krypton concentrate [RU 2640785, C1, СВВ 23/00,
Недостатком наиболее близкого технического решения является его относительно низкая эффективность, обусловленная относительно низким выходом целевого продукта. Это вызвано неустойчивостью сохранения воды в диспергированном виде при подач ее в реактор при требуемых термобарических условиях. Это не позволяет осуществлять и поддерживать эффективный контакт диспергированной воды и газа. Как следствие, возникает снижение интенсивности образования концентрата газовых гидратов этана, пропана, изобутана и криптона, что, в конечном счете, приводит к неполному извлечению инертных газов из природного и попутного нефтяного газа.The disadvantage of the closest technical solution is its relatively low efficiency, due to the relatively low yield of the target product. This is caused by the instability of the conservation of water in dispersed form when it is fed into the reactor under the required temperature and pressure conditions. This does not allow for and maintain effective contact of dispersed water and gas. As a result, there is a decrease in the intensity of formation of a concentrate of gas hydrates of ethane, propane, isobutane and krypton, which ultimately leads to incomplete extraction of inert gases from natural and associated petroleum gas.
Задача, которая решается в изобретении, направлена на повышение эффективности получения из природного или попутного нефтяного газа газовых гидратов этана, пропана, изобутана и криптона путем создания условий для более высокого выхода целевого продукта.The task, which is solved in the invention, is aimed at increasing the efficiency of obtaining gas hydrates of ethane, propane, isobutane and krypton from natural or associated petroleum gas by creating conditions for a higher yield of the target product.
Требуемый технический результат заключается в повышении выхода целевого продукта - концентрата ксенона и криптона из природного или попутного нефтяного газа.The required technical result is to increase the yield of the target product - xenon concentrate and krypton from natural or associated petroleum gas.
Поставленная задача решается, а требуемый технический результат достигается, тем, что, в способе, заключающемся в том, что, в реактор подают одновременно природный или попутный нефтяной газ и диспергированную воду и создают термобарические условия для образования концентрата газовых гидратов этана, пропана, изобутана и криптона и подвергают их разложению с образованием концентрата ксенона и криптона, причем, термобарические условия по давлению создают в интервале от 0,1…20 Мпа, согласно изобретению, термобарические условия по температуре создают в интервале -10…+20°С (263…-293 К), причем, природный или попутный нефтяной газ подают в реактор снизу, а диспергированную воду подают в реактор сверху, формируя их встречные потоки, при этом, диспергированную воду подают в твердой фазе в виде льда или снега.The problem is solved, and the required technical result is achieved by the fact that, in the method consisting in that, natural or associated petroleum gas and dispersed water are simultaneously fed into the reactor and create thermobaric conditions for the formation of a concentrate of gas hydrates of ethane, propane, isobutane and krypton and decompose them to form a concentrate of xenon and krypton, moreover, thermobaric pressure conditions are created in the range of 0.1 ... 20 MPa, according to the invention, thermobaric conditions according to temperature create in the range of -10 ... + 20 ° C (263 ... -293 K), moreover, natural or associated petroleum gas is fed into the reactor from the bottom, and dispersed water is fed into the reactor from above, forming their counter-flows, while dispersed water is fed into solid phase in the form of ice or snow.
Кроме того, требуемый технический результат достигается тем, что, газовые гидраты отбирают из реактора снизу, а природный или попутный нефтяной газ после взаимодействия с диспергированной водой в твердой фазе выводят сверху.In addition, the required technical result is achieved by the fact that gas hydrates are taken from the bottom of the reactor, and natural or associated petroleum gas is removed from the top after reacting with dispersed water in the solid phase.
Кроме того, требуемый технический результат достигается тем, что, в качестве диспергированной воды в твердой фазе в виде льда или снега используют воду, полученную после разложения газовых гидратов с последующим преобразованием в диспергированную воду в твердой фазе.In addition, the required technical result is achieved by the fact that, as dispersed water in the solid phase in the form of ice or snow, use is made of water obtained after decomposition of gas hydrates with subsequent conversion into dispersed water in the solid phase.
Кроме того, требуемый технический результат достигается тем, что, природный или попутный нефтяной газ и диспергированную воду подают в реактор тангенциально.In addition, the required technical result is achieved by the fact that natural or associated petroleum gas and dispersed water are fed into the reactor tangentially.
На чертеже представлены:The drawing shows:
на фиг. 1 и фиг. 2 - примеры устройств для реализации предложенного способа;in fig. 1 and FIG. 2 - examples of devices for implementing the proposed method;
на фиг. 3 - фазовая диаграмма для системы пропан - вода (избыток пропана), где указаны: I - газообразный пропан + вода; II - газообразный пропан + гидрат пропана; III - жидкий пропан + вода; IV - жидкий пропан + гидрат пропана; V - газообразный пропан + диспергированная вода в твердой фазе; VI - жидкий пропан + диспергированная вода в твердой фазе; зоны А, В, С, Д - области температур и давлений, где газовые гидраты пропана не образуются;in fig. 3 - phase diagram for the propane-water system (excess propane), where it is indicated: I - propane gas + water; II - propane gas + propane hydrate; III - liquid propane + water; IV - liquid propane + propane hydrate; V is gaseous propane + dispersed water in the solid phase; VI - liquid propane + dispersed water in the solid phase; zones A, B, C, D - temperature and pressure areas where propane gas hydrates are not formed;
На фиг. 1 обозначены: 1 - теплообменник, 2 - реактор, 3 - емкость сепарпации.FIG. 1 are designated: 1 - the heat exchanger, 2 - the reactor, 3 - the separation tank.
На фиг. 2 обозначены: 4 - теплообменник, 5 - реактор, 6 - емкость сепарпации.FIG. 2 are designated: 4 - the heat exchanger, 5 - the reactor, 6 - the segregation capacity.
Предложенный способ получения концентрата ксенона и криптона реализуется следующим образом.The proposed method of producing xenon concentrate and krypton is implemented as follows.
Природный газ направляют в реактор снизу, где создают термобарические условия образования газовых гидратов этана, пропана, изобутана, ксенона и криптона по давлению в интервале от 0,1…20 Мпа, по температуре - в интервале -10…+20°C (263…-293 К), Одновременно в реактор подается диспергированная вода в твердой фазе сверху или тангенциально к корпусу реактора. За время контакта диспергированной воды в твердой фазе в реакторе образуются газовые гидраты пропана, этана, ксенона и криптона. Образование газового гидрата метана не происходит и он остается в газообразном виде. Диспергированная вода в твердой фазе после контакта оседает внизу.Natural gas is sent to the reactor from below, where thermobaric conditions for the formation of gas hydrates of ethane, propane, isobutane, xenon and krypton are created by pressure in the range from 0.1 ... 20 MPa, in temperature - in the range -10 ... + 20 ° C (263 ... -293 K) At the same time, dispersed water in the solid phase is fed into the reactor from above or tangentially to the reactor vessel. During the contact time of dispersed water in the solid phase, gas hydrates of propane, ethane, xenon and krypton are formed in the reactor. The formation of methane gas hydrate does not occur and it remains in gaseous form. Dispersed water in the solid phase after contact settles down.
Полученные газовые гидраты содержат криптон и ксенон в концентрация больших, чем в исходном газе. Далее газовый поток, содержащий твердофазные гидраты газов, направляются в емкость, где при разложении газовых гидратов происходит выделение газов и воды. Вода, полученная после разложения газовых гидратов, может быть использована повторно с предварительным преобразованием в диспергированную воду в твердой фазе.The resulting gas hydrates contain krypton and xenon in a concentration greater than in the source gas. Next, the gas stream containing solid phase gas hydrates is directed to the tank, where the decomposition of gas hydrates results in the evolution of gases and water. Water obtained after decomposition of gas hydrates can be reused with a preliminary conversion to dispersed water in the solid phase.
Указанный выше процесс в устройстве фиг. 1 реализуется следующим образом. В теплообменике 1 происходит образование мелкодисперсного снега. Он через шнек подается в реактор 2, в который поступает природный газ под давлением от 1 до 200 атмосфер. В первый момент времени происходит псевдоожижение снега, затем молекулы пропана, криптона, ксенона, этана, радона, изобутана, сероводорода внедряются в кристаллическую решетку снежинок, образуется газовые гидраты этих газов. Газовые гидраты оседают на дне реактора 2, затем через шнек поступают в ёмкость 3 сепарации, где происходит разрушение газовых гидратов с образованием воды и концентрата инертных газов (ксенона, радона и криптона). Концентрат идёт на дальнейшую переработку. Вода поступает в теплообменник 1 для образования льда.The above process in the device of FIG. 1 is implemented as follows. In the
Указанный выше процесс в устройстве фиг. 2 реализуется следующим образом. В теплообменике 4 происходит образование диспергированной воды в твердой фазе. Она через шнек подается в реактор 5, в который поступает природный газ под давлением от 1 до 200 атмосфер. Природный газ закручивается в реакторе и вступает во взаимодействие диспергированной водой в твердой фазе. Молекулы пропана, криптона, ксенона, этана, радона, изобутана, сероводорода внедряются в кристаллическую решетку диспергированной водой в твердой фазе, образуя газовые гидраты этих газов. Газовые гидраты оседают на дне реактора 5 и затем через шнек поступают в емкость 6 сепарации, где происходит разрушение газовых гидратов с образованием воды и концентрата инертных газов (ксенона, радона и криптона). Концентрат идет на дальнейшую переработку. Диспергированная вода поступает в теплообменник 4 для образования льда.The above process in the device of FIG. 2 is implemented as follows. In the
На фиг. 3 представлена фазовая диаграмма для системы пропан - вода (избыток пропана), где указаны: I - газообразный пропан + вода; II - газообразный пропан + гидрат пропана; III - жидкий пропан + вода; IV - жидкий пропан + гидрат пропана; V - газообразный пропан + диспергированная вода в твердой фазе; VI - жидкий пропан + диспергированная вода в твердой фазе; зоны А, В, С, Д - области температур и давлений где газовые гидраты пропана не образуются. Эти области интересны тем, что можно разделить воду и пропан при дальнейшем использовании пропана.FIG. 3 shows the phase diagram for the propane-water system (excess propane), where it is indicated: I - propane gas + water; II - propane gas + propane hydrate; III - liquid propane + water; IV - liquid propane + propane hydrate; V is gaseous propane + dispersed water in the solid phase; VI - liquid propane + dispersed water in the solid phase; zones A, B, C, D are the temperature and pressure regions where propane gas hydrates are not formed. These areas are interesting in that water and propane can be separated by further using propane.
На Фиг. 4 - представлены термобарические условия образования газового гидрата ксенона, из которых следует, что давления, при которых образуются газовые гидраты пропана ксенона близки по значениям, поскольку пропан в газе является макрокомпонентомFIG. 4 - thermobaric conditions for the formation of xenon gas hydrate are presented, from which it follows that the pressures at which the gas hydrates of propane xenon are formed are close in values, since propane in the gas is a macrocomponent
Нетрудно видеть, что предложенный способ существенно увеличивает выход целевого продукта - концентрата ксенона и криптона из природного или попутного нефтяного газа, чем и достигается требуемый технический результат. Это вызвано тем, что уменьшается эффект неустойчивости сохранения воды в диспергированном виде при подач ее в реактор. Это позволяет осуществлять и поддерживать эффективный контакт диспергированной воды и газа. Как следствие, возникает повышение интенсивности образования концентрата газовых гидратов этана, пропана, изобутана и криптона, что, в конечном счете, приводит к более полному извлечению инертных газов из природного и попутного нефтяного газа.It is easy to see that the proposed method significantly increases the yield of the target product - xenon concentrate and krypton from natural or associated petroleum gas, and this achieves the required technical result. This is due to the fact that the effect of the instability of storing water in dispersed form when it is fed into the reactor is reduced. This allows you to make and maintain effective contact of dispersed water and gas. As a result, there is an increase in the intensity of formation of a concentrate of gas hydrates of ethane, propane, isobutane and krypton, which ultimately leads to more complete extraction of inert gases from natural and associated petroleum gas.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018117460A RU2685138C1 (en) | 2018-05-11 | 2018-05-11 | Method of producing concentrate of xenon and krypton |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018117460A RU2685138C1 (en) | 2018-05-11 | 2018-05-11 | Method of producing concentrate of xenon and krypton |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2685138C1 true RU2685138C1 (en) | 2019-04-16 |
Family
ID=66168338
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018117460A RU2685138C1 (en) | 2018-05-11 | 2018-05-11 | Method of producing concentrate of xenon and krypton |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2685138C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2754223C1 (en) * | 2020-07-29 | 2021-08-30 | Общество с ограниченной ответственностью " Мембранные и каталитические системы" | Method for obtaining xenon concentrate from natural gas |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU313343A1 (en) * | METHOD OF OBTAINING KRYPTON AND XENON | |||
US5039500A (en) * | 1988-11-18 | 1991-08-13 | Kyodo Oxygen Co., Ltd. | Process for producing xenon |
RU2150758C1 (en) * | 1998-11-02 | 2000-06-10 | Олейник Алла Викторовна | Method for extracting krypton and xenon from process waste gases |
RU2604685C2 (en) * | 2014-12-12 | 2016-12-10 | Публичное акционерное общество криогенного машиностроения (ПАО "Криогенмаш") | Method of krypton and xenon concentrate production |
RU2625544C1 (en) * | 2016-07-05 | 2017-07-14 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Method of determining thermobaric parameters of hydrates formation in multicomponent mixture |
RU2640785C1 (en) * | 2017-01-23 | 2018-01-11 | Виталий Васильевич Гузеев | Method for producing xenon concentrate and krypton from natural or associated petroleum gas |
-
2018
- 2018-05-11 RU RU2018117460A patent/RU2685138C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU313343A1 (en) * | METHOD OF OBTAINING KRYPTON AND XENON | |||
US5039500A (en) * | 1988-11-18 | 1991-08-13 | Kyodo Oxygen Co., Ltd. | Process for producing xenon |
RU2150758C1 (en) * | 1998-11-02 | 2000-06-10 | Олейник Алла Викторовна | Method for extracting krypton and xenon from process waste gases |
RU2604685C2 (en) * | 2014-12-12 | 2016-12-10 | Публичное акционерное общество криогенного машиностроения (ПАО "Криогенмаш") | Method of krypton and xenon concentrate production |
RU2625544C1 (en) * | 2016-07-05 | 2017-07-14 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Method of determining thermobaric parameters of hydrates formation in multicomponent mixture |
RU2640785C1 (en) * | 2017-01-23 | 2018-01-11 | Виталий Васильевич Гузеев | Method for producing xenon concentrate and krypton from natural or associated petroleum gas |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2754223C1 (en) * | 2020-07-29 | 2021-08-30 | Общество с ограниченной ответственностью " Мембранные и каталитические системы" | Method for obtaining xenon concentrate from natural gas |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2334780C2 (en) | Method of liquid hydrocarbon production using fischer-tropsch method | |
AU2009272889B2 (en) | Two stage process for producing purified gas | |
US6128919A (en) | Process for separating natural gas and carbon dioxide | |
US3614872A (en) | Synthesis gas separation process | |
RU2007140885A (en) | METHOD FOR PRODUCING HYDROGEN OR SYNTHESIS-GAS | |
RU2648077C9 (en) | Gas chemical complex | |
KR940000555A (en) | Dry, Sulfur-free, CH4-concentrated Synthesis and Fuel Gas Production Method | |
RU2010105321A (en) | METHOD FOR PRODUCING XENON CONCENTRATE FROM NATURAL FUEL GAS, ITS PROCESSING PRODUCTS, INCLUDING TECHNOGENIC WASTE GASES, AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION (OPTIONS) | |
RU2685138C1 (en) | Method of producing concentrate of xenon and krypton | |
CN103925773B (en) | A kind of synthetic ammonia tailgas prepares liquefied natural gas and the method for nitrogen hydrogen | |
RU2182035C1 (en) | Plant for preparation and processing of hydrocarbon materials of gas-condensate pools | |
RU2615092C1 (en) | Processing method of main natural gas with low calorific value | |
FI3719426T3 (en) | Biogas purification and liquefaction by combining a crystallisation system with a liquefaction heat exchanger | |
RU2560406C2 (en) | Natural gas conversion method | |
RU2486945C1 (en) | Method of processing natural and associated oil gas | |
RU2640785C1 (en) | Method for producing xenon concentrate and krypton from natural or associated petroleum gas | |
CN111004657B (en) | Method for comprehensively utilizing oilfield associated gas | |
US3290890A (en) | Separation of h2s from hydrocarbon in a gas-solid system | |
WO2018118623A1 (en) | Separation of methane from gas mixtures | |
RU2685099C1 (en) | Production cluster | |
CN210048683U (en) | System for retrieve ethane in follow gas mixture | |
Sadchikov et al. | Use of natural zeolite in systems for separation and purification of gas mixtures containing methane | |
CN111852404A (en) | Associated gas recovery processing device and method | |
GB1169241A (en) | A Method of Partially Removing Carbon Dioxide from a Methanol Synthesis Gas | |
RU94679U1 (en) | THERMAL-ACOUSTIC INSTALLATION FOR PRODUCING SYNTHETIC NATURAL GAS FROM ASSOCIATED OIL GAS |