(54) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ГАЗОШЛХ СМЕСЕЯ(54) METHOD FOR SEPARATION OF HYDROCARBON GAS MIXTURES
Изобретение относитс к методам разделени газовых смесей с содержанием углекислого газа более 60% . и может быть использовано в газовой нефт ной, химической и нефтехимичес кой промышленности. Известен способ разделени двуокиси углерода путем промывки газов смеси водными растворами поташа или солей щелочных металлов с добавкой активаторов, причем поглощение двуокиси углерода ведут в зоне абсорбции и выдел ют в зоне регенерации Однако поташный способ не обеспечивает достаточную степень очистки газовой смеси от двуокиси углерода и примен етс при ее содержании до 50%. Наиболее близким к изобретению ino технической сущности и достигаемому результату вл етс способ раз делени углеводородных газовых смесей , содержащих двуокись углерода t 10-50%), абсорбции органическим .растворителем, в качестве которого используют водный раствор этанолами на, причем процесс ведут при 20-lOOOC и давлении 0,1-4,0 МПа а регенерацию при 110-150« С и давле нии 0,1-0,3 МПа С 2 . Недостатком этого способа вл - етс низка эффективность процесса разделени при содержании двуокиси углерода более 60 вес.%. Так, степень разделени в одну ступень достигает лишь 25%. Целью изобретени вл етс обеспечение возможности эффективности разделени газовой смеси при содержании двуокиси углерода более 60%, Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу разделени «углеводородных газовый смесей, содержа щих двуокись углерода, путем абсорбции органическим растворителем, в качестве абсорбента используют органосилоксановые жидкости при удельном их расходе 0,1 - 3,0 л/м раздел емой газовой смеси. 1ри этом в качестве органосилоксановых жидкостей используют трифторпропилметилсилоксан , полиэтилсилоксан или полиметилсилоксан. Данный способ позвол ет повысить степень разделени газовой смеси при наличии в ней до 60% двуокиси углерода с 25 до 93-100% относительно двуо1Л1си углерода. Соотношение количества вводимого абсорбента и раздел емой газовой омеСИ (0,1-3 л/м зависит от содержани СО2, необходимой степени извлече ни углекислоты, требуемой регламен том чистоты разделени , конструкции и режима работы массообменного абсорбиционного аппарата. При низних степен х извлечени (5-40%) коли чество подаваемого абсорбента минимально (0,1-0,5 л/м раздел емого газа), при глубокой очиртке газовой смеси, богатой COj. (80% и болееЛ необходимо применение более высокой циркул ции абсорбента (2,2 л/м раз дел емого газа). Пример. Разделение газовой смеси состава, мол.%. метан 5,0; углекислый газ 90,9; этан 3,30; пропан 0,8, провод т на статической установке, в сосуде емкостью348,8 с при 20°С и давлении 0,5Mlia, В каче стве абсорбента используют трифторпропилметилсилоксан (ТФПМС). ТФПМС вл етс стойким соединением , не агрессивен, абсолютно не корродирует оборудование, обладает следующими физико-химическими харак теристиками: Удельный вес, г/см5 1,2-1,26 В зкость при 25°С, 50-300 сСт Температура вспышки, 440-470 Температура замерзани , Химическа формула абсорбента H C-ei-O , Дозу абсорбента в количестве 15-25 мл помещают в предварительно вакуумированную емкость, снабженную мейалкой, и ввод т дозу растворимо .го газа, наход щегос под давлением 3,0 - 5,0 МПа. Газ с абсорбентом пе ремешивают до установлени посто нного давлени Р 0,7 МПа. О степени 1} створимости углеводородов в абсор бенте суд т по величине падени дав лени в сосуде и результатам хромат графического анализа rasei, полученного в сосуде. Подобным образом опы провод т при давлени х 1,0; 2,О; 3,0, 4,о; 5,0 и 5,8 МПа. Данные опыта приведеШз в табл. 1 П р и м е р 2. Разделение газовой смеси того же состава, что ив примере 1, при 20 и давлени х 0,5; 3,0 и 6,0 МПа аналогичным образом провод т с применением в качестве абсорбента полиэтилсилоксановой жидкости Спэсж). ПЭСЖ вл етс также стойким, не агрессивным соединением и обладает следующими физико-химическими характеристиками: Удельный л вес, г/см 0,96-0,98 В зкость при 20С, сСт Температура измерени , С Молеку- л рный вес Химическа формула абсорбента Л R R-5-i-o4e -OJx-Si R II где R - углеводородные радикалы CHj или (дл ПЭСЖ - радикал . Результаты опыта приведены в табл. 2. Из данных, представленных в табл.1 и 2, видно, что ТФПМС и ПЭСЖ-2 обладают наибольшей поглотительной способностью по отношению к пропану и этану и наименьшей к СО и метану, причем с увеличением давлени растворимость пропана и этана увеличиваетс в большей степени, что позвол ет селективно поглощать в зоне абсорбции и выдел ть в зоне регенерации углеводороды Применение предлагаемого способа в св зи с уменьшением объемов извлекаемых компонентов и используемого циркулирующего абсорбента в несколько раз приводит к значительному сокращению капитальных затрат по узлам абсорбции и десорбции, насосному и теплообменному оборудованию, а также эксплуатационных расходов на .циркул цию абсорбента и на его регенерацию . Предлагаемый способ намного экономичнее известного, позвол ет достичь экономического эффекта 1,75 млн. руб. в год на установке мощностью 1 млрд. м перерабатываемого газа. Кроме того, изобретение позвол ет сократить в два раза капитальные затраты на регенерацию углекислого газа, заканчиваемого в пласт и, таким образом, способствует развитию этого перспективного метода добычи нефти. При этом существенно сокращаютс эксплуатационные затраты за счет уменьшени объема (в 5-6 раз) циррулирующего абсорбента.This invention relates to methods for the separation of gas mixtures with a carbon dioxide content of more than 60%. and can be used in the gas petroleum, chemical and petrochemical industries. A known method of separating carbon dioxide by washing the gases of the mixture with aqueous solutions of potash or alkali metal salts with the addition of activators, and the absorption of carbon dioxide is carried out in the absorption zone and recovered in the regeneration zone. However, the potash method does not sufficiently purify the carbon dioxide gas from the mixture and is used with its content up to 50%. The closest to the invention of the ino technical essence and the achieved result is the method of separation of hydrocarbon gas mixtures containing carbon dioxide t 10-50%), absorption by an organic solvent, which is used as an aqueous solution with ethanols, and the process is carried out at 20-1OOOC and a pressure of 0.1–4.0 MPa and regeneration at 110–150 ° C and a pressure of 0.1–0.3 MPa C 2. The disadvantage of this method is the low efficiency of the separation process with a carbon dioxide content of more than 60% by weight. Thus, the degree of separation in one step reaches only 25%. The aim of the invention is to ensure the efficiency of separation of a gas mixture with a carbon dioxide content of more than 60%. The goal is achieved in that according to the separation method "hydrocarbon gas mixtures containing carbon dioxide, by absorption with an organic solvent, organosiloxane liquids are used as an absorbent for specific their consumption is 0.1–3.0 l / m of the gas mixture to be separated. In this case, trifluoropropylmethylsiloxane, polyethylsiloxane or polymethylsiloxane are used as organosiloxane liquids. This method allows to increase the degree of separation of the gas mixture in the presence of up to 60% carbon dioxide in it from 25 to 93-100% relative to carbon dioxide. The ratio of the amount of absorber introduced to the gas is separated by gas (0.1–3 l / m depends on the CO2 content, the required degree of carbon dioxide extraction, the required purity of separation, the design and operation mode of the mass exchange absorber apparatus. At low extraction degrees (5 -40%) the amount of absorbent supplied is minimal (0.1-0.5 l / m of gas to be separated), with a deep cleaning of a gas mixture rich in COj. (80% or more, it is necessary to use a higher absorbent circulation (2.2 l / m of gas to be separated. Example. Separation gas mixture of composition, mol.%. methane 5.0; carbon dioxide 90.9; ethane 3.30; propane 0.8, carried out in a static unit, in a vessel with a capacity of 348.8 s at 20 ° C and a pressure of 0.5 Mlia Trifluoropropylmethylsiloxane (TFPMS) is used as an absorbent. TFPMS is a persistent compound, not aggressive, does not corrode equipment at all, has the following physicochemical characteristics: Specific gravity, g / cm5 1.2-1.26 Viscosity at 25 ° C, 50-300 cSt Flash Point, 440-470 Freezing Temperature, Chemical Formula of Absorbent H C-ei-O, Dose of Absorbent in Amounts 15-25 ml was placed in a pre-evacuated container equipped with meyalkoy and dosed .go soluble gas, a pressurized 3.0 - 5.0 MPa. The gas with the absorbent is stirred until a constant pressure P 0.7 MPa is established. The degree 1) of the hydrocarbons visibility in the absorber is judged by the magnitude of the pressure drop in the vessel and the results of the chromate graphical analysis of rasei obtained in the vessel. Similarly, experiments were carried out at pressures of 1.0; 2, O; 3.0, 4, o; 5.0 and 5.8 MPa. Experience data is given in table. 1 EXAMPLE 2. Separation of a gas mixture of the same composition as in Example 1, at 20 and pressures of 0.5; 3.0 and 6.0 MPa are likewise carried out with the use of polyethylene siloxane fluid as the absorbent). PESL is also a persistent, non-aggressive compound and has the following physicochemical characteristics: Specific weight, g / cm 0.96-0.98 Viscosity at 20 ° C, cT Measurement temperature, C Molecular weight Chemical absorbent formula L R R-5-i-o4e -OJx-Si R II where R is the hydrocarbon radicals CHj or (for PECG is the radical. The results of the experiment are shown in Table 2. From the data presented in Tables 1 and 2, it is clear that DFTM and PESL-2 have the greatest absorptive capacity in relation to propane and ethane and the lowest to CO and methane, and with an increase in The solubility of propane and ethane increases to a greater extent, which makes it possible to selectively absorb hydrocarbons in the absorption zone and release hydrocarbons in the regeneration zone. The application of the proposed method in connection with a decrease in the volumes of recoverable components and the circulating absorbent used several times leads to a significant reduction in capital expenditures absorption and desorption units, pumping and heat exchanging equipment, as well as operating costs for absorbent circulation and regeneration. The proposed method is much more economical than the known one, and it achieves an economic effect of 1.75 million rubles. per year on the installation capacity of 1 billion m of processed gas. In addition, the invention makes it possible to halve the capital costs of regenerating carbon dioxide that ends up in the formation and, thus, contributes to the development of this promising method of oil production. At the same time, operating costs are significantly reduced by reducing the volume (5-6 times) of the circulating absorbent.
л и ц а 1 l and c a 1
Т а бT a b