Спосіб одержання вуглеводневого пропеленту з природного газу

Спосіб одержання вуглеводневого пропеленту з природного газу, який включає виділення низькотемпературною сепарацією газового конденсату, що розділяють ректифікацією на дві фракції - стабільний конденсат та пропан-бутанову фракцію, який відрізняється тим, що одержану після ректифікації конденсату пропан-бутанову фракцію подають у відпарну колону, в якій з фракції вилучають пропелент, причому відбір пропеленту здійснюють з середньої частини колони. (19) (21) u200812931 (22) 06.11.2008 (24) 10.12.2008 (46) 10.12.2008, Бюл.№ 23, 2008 р. (72) РИБЧИЧ ІЛЛЯ ЙОСИПОВИЧ, UA, СИНЮК БОРИС БОРИСОВИЧ, UA, БОСОВ ГЕННАДІЙ ПАВЛОВИЧ, UA, КАРП ІГОР МИКОЛАЙОВИЧ, UA, П'ЯТНИЧКО ОЛЕКСАНДР ІВАНОВИЧ, U A, КОВАЛЬЧУК ВІКТОР ГРИГОРОВИЧ, UA, ФЕСЕНКО ЮРІЙ ЛЕОНІДОВИЧ, UA, МИ ХАЙЛІВ ВАЛЕРІЙ ЙОСИПОВИЧ, UA, САНДУЛ СЕРГІЙ ВОЛОДИМИРОВИЧ, UA (73) РИБЧИЧ ІЛЛЯ ЙОСИПОВИЧ, UA, СИНЮК БОРИС БОРИСОВИЧ, UA, БОСОВ ГЕННАДІЙ ПАВЛОВИЧ, UA, КАРП ІГОР МИКОЛАЙОВИЧ, UA, 3 37978 Але цей спосіб складний в реалізації, тому що вимагає одержання індивідуальних компонентів, строгого дотримання рецептури суміші та інше. Це спричиняє значні технічні ускладнення та подорожчання продукції (пропеленту), що і зумовлює недостатньо широке його застосування в сучасній вітчизняній аерозольній промисловості. Відомий також спосіб [деклараційний патент України №64325, М. кл.7 С09КЗ/30, B65D83/14, 2003р.] одержання вуглеводневого пропеленту з природного газу за рахунок ректифікації газового конденсату, який одержують шляхом низькотемпературної сепарації природного газу. Цей газовий конденсат розділяють в ректифікаційній колоні на дві фракції. В результаті з нижньої частини колони виводять стабільний конденсат, а з верхньої, після конденсації, зріджену пропан-бутанову фракцію. Одержану після ректифікації фракцію пропанбутан у подають, як живлення, у другу ректифікаційну колону з тиском 1,4 ¸ 1,5 МПа, в якій з пропан-бутану вилучають пропелент. Живлення стікає по масообмінним тарілкам в нижню, кубову частину, де його нагрівають в ребойлері до кипіння. Пара вуглеводнів піднімається вгору назустріч рідкому живленню, відпарюючи з нього легку фракцію вуглеводнів. Далі ця фракція потрапляє в так званий дефлегматор, в якому здійснюють конденсацію та охолодження її. Після дефлегматору одержаний охолоджений конденсат розподіляють на дві частини. Одну частину конденсату (так звану флегму) зливають назад в верхню частину ректифікаційної колони. Флегма сприяє вилученню з вуглеводневої пари, що піднімається, легких вуглеводнів. Другу частину конденсату направляють на змішування з іншими продуктами. Пропелент вилучають з нижньої частини цієї колони. Але цей спосіб не гарантує якості пропеленту щодо вмісту пентанів при коливанні складу живлення, вимагає відповідних великих енерговитрат на конденсацію пари вуглеводневої суміші та о холодження одержаного рідкого конденсату в дефлегматорі, крім того, збільшується металоємність установки, а наявні енерго-матеріальні витрати сприяють збільшенню вартості пропеленту. В основу пропозиції поставлене завдання спрощення способу одержання вуглеводневого пропеленту з природного газу, в якому в результаті обробки фракції пропан-бутану у відпарній колоні, забезпечується скорочення кількості технологічних операцій при умові підтримання високої якості пропеленту і за рахунок цього зменшуються матеріале- та енерговитрати, що обумовлює здешевлення пропеленту. Поставлене завдання вирішено завдяки тому, що в способі одержання вуглеводневого пропеленту з природного газу, який включає виділення низькотемпературною сепарацією газового конденсату, що розділяють ректифікацією на дві фракції - стабільний конденсат та пропан-бутанову фракцію, згідно пропозиції, одержану після ректифікації конденсату пропан-бутанову фракцію подають у відпарну колону, в якій з фракції вилучають пропелент, причому відбір пропеленту здійснюють з середньої частини колони. 4 Запропонований спосіб дозволяє вирішити поставлене завдання завдяки тому, що у відпарній колоні відбір пропеленту здійснюють з середньої її частини, що забезпечує якість пропеленту відповідно вимогам, особливо стосовно вмісту пентанів, при цьому скорочується кількість апаратів в технологічній схемі та кількість операцій і, згідно з цим, зменшуються енерго-матеріальні витрати. На Фіг.1 представлена схема здійснення пропонованого способу, на Фіг.2 - графік залежності вмісту пропану (% мас.) у пропеленті від величини відбору пропеленту (кг/год), на Фіг.3 - графік залежності вмісту пентанів (% мас.) у пропеленті від величини відбору пропеленту (кг/год). Одержання пропеленту запропонованим енергозберігаючим способом здійснюють таким чином. Для одержання пропеленту газовий конденсат 1, вилучений з природного газу шляхом низькотемпературної сепарації та позбавлений метану та етану, подають в ректифікаційну колонудебутанізатор 2. В ній газовий конденсат розділяють на дві фракції - стабільний конденсат та пропан-бутанову фракцію. Стабільний конденсат 3 після виходу з нижньої частини дебутанізатору 2 направляють на товарний склад. З верхньої частини дебутанізатору виводять, після конденсації, зріджену пропан-бутанову фракцію 4 та направляють для зниження тиску на дросельний пристрій 5. Після зниження тиску пропан-бутанової фракції 4 її розподіляють на товарний пропан-бутан 6, який направляють на склад, та живлення 7, яке направляють в верхню частин у відпарної колони 8. Живлення стікає по масообмінним тарілкам в нижню, кубову частин у, де його нагрівають в ребойлері 9 до кипіння. Пара вуглеводнів, яка піднімається вгору назустріч рідкому живленню, відпарює з нього легку фракцію вуглеводнів. В цій колоні здійснюють вилучення фракції вуглеводневого пропеленту, який у вигляді рідкої фази 10 виводять з середньої частини відпарної пропелентної колони та направляють на охолодження і далі на товарний склад пропеленту. Вуглеводневу суміш 11, яку відбирають з верхньої частини відпарної колони 8, змішують з вуглеводнями 12, які відбирають з нижньої (кубової) частини відпарної пропелентної колони 8, а одержану суміш 13 в подальшому охолоджують та змішують з товарним пропанбутаном 6. Приклад 1 (на прототип). За рахунок ректифікації газового конденсату, що одержують шляхом низькотемпературної сепарації природного газу, одержують два продукти пропан-бутанову фракцію та стабільний конденсат. Частину одержаної пропан-бутанової фракції направляють на склад товарної продукції, а другу у кількості 6000кг/год подають, як живлення, у ректифікаційну колону (так звану пропелентну) з тиском 1,4МПа. Живлення стікає в низ колони і нагрівається в ребойлері. Пара вуглеводневої фракції, що утворюється після нагрівання в ребойлері до температури 91°С, піднімається в верхню частину колони та виходить з неї. Далі вуглеводневу пару подають в дефлегматор, яким наділяють пропелентну колону. В дефлегматорі відбувається конден 5 37978 сація вуглеводневої пари та охолодження рідини, що утворилася. Після дефлегматору одержаний охолоджений конденсат розподіляють на дві частини. Одну частин у конденсату (так звану флегму) зливають назад в верхню частину цієї колони. Флегма сприяє вилученню з вуглеводневої пари, що піднімається, легких вуглеводнів. Іншу частину конденсату направляють на змішування з вуглеводневою сумішшю, що виходить з нижньої (кубової частини) пропелентної колони. Одержану суміш, збагачену пропаном, у кількості 5024кг/год направляють на змішування з товарним пропанбутаном, в результаті чого одержують 8441кг/год продукту. Пропелент, який у кількості 976кг/год вилучають з нижньої частини ректифікаційної колони, після охолодження направляють на склад готового продукту. Приклад 2 (на запропонований спосіб). Для одержання пропеленту, газовий конденсат, вилучений з природного газу шляхом низькотемпературної сепарації та позбавлений метану та етану, подають в ректифікаційну колонудебутанізатор. В ній газовий конденсат розділяють на дві фракції - стабільний конденсат та пропанбутанову фракцію. Стабільний конденсат після виходу з нижньої частини дебутанізатору направляють на товарний склад. З верхньої частини дебутанізатору виводять, після конденсації, зріджену пропан-бутанову фракцію, яку направляють для 6 зниження тиску на дросельний пристрій. Після зниження тиску пропан-бутанової фракції її розподіляють на товарний пропан-бутан, який направляють на склад, та живлення, яке направляють в кількості 6000кг/год і під тиском 1,5МПа в верхню частину відпарної пропелентної колони. Фракція живлення стікає по масообмінним тарілкам в нижню, кубову частину, де її нагрівають в ребойлері до кипіння при температурі 100°С. Пара вуглеводнів, яка піднімається вгору назустріч рідкому живленню, відпарює з нього легку фракцію вуглеводнів. В цій колоні здійснюють вилучення вуглеводневого пропеленту, який у вигляді рідкої фази та в кількості 1164кг/год виводять з середньої частини відпарної пропелентної колони та направляють на охолодження і далі на товарний склад пропеленту. Вуглеводневу суміш, яка виходить з верхньої частини відпарної колони у кількості 4799кг/год, змішують з вуглеводнями, які виходять з нижньої (кубової) частини відпарної пропелентної колони у кількості 37кг/год, а одержану суміш в подальшому охолоджують та змішують з товарним пропан-бутаном, після чого одержують кондиційний пропан-бутан у кількості 8253кг/год. В таблиці 2 наведені технологічні показники процесів одержання пропеленту за двома технологіями: згідно прототипу та запропонованому способу. Таблиця 2 Порівняння технологічних показників процесів одержання пропеленту Значення За прототипом За пропозицією Живлення пропелентної колони, кг/год. 6000 6000 Вихід пропеленту, кг/год. 976 1164 Вихід пропан-бутану, кг/год. 8441 8253 Тиск у колоні, МПа 1.4 1.5 Температура дефлегматора, °С 40 Температура ребойлера, °С 91 100 Теплове навантаження ребойлера, ккал/год. 369733 378332 Теплове навантаження дефлегматора, ккал/год. 332619 0.39 0.34 Якість пропеленту Пружність насиченої пари пропеленту при 20 °С, МПа Сумарний вміст пентанів, %мас. 0.49 0.49 Найменування показника Як видно із вищенаведеної таблиці 2, пропелент, одержаний за запропонованим способом з відпарною пропелентною колоною по наведеним показникам відповідає необхідним вимогам. (Основною характеристикою пропелентів є пружність їх пари при 20°С в МПа. Згідно з технічними вимогами всі вуглеводневі пропеленти повинні задовольняти умові: пружність насиченої пари пропеленту при 20°С має бути в межах 0,3¸0,4 МПа. Крім того сумарний вміст пентанів має бути меншим 0.5% мас.). Більш того, запропонований спосіб має переваги над прототипом, тому що, за рахунок зменшення на 20% енерго-матеріальних витрат у процесі вилучення, зменшується вартість одержаного кондиційного пропеленту. Для здійснення процесу у відпарній пропелентній колоні достатньо 15 тео ретичних ступенів контакту (тарілок), причому відбір пропеленту жорстко не "прив'язаний" до певної тарілки відбору, а може здійснюватись, як показали розрахунки, з 5-ї, 6-ї, 7-ї, 8-ї та 9-ї тарілки. Крім того, у відпарній пропелентній колоні легко здійснюється регулювання складу пропеленту за ключовими компонентами шляхом зміни величини його відбору з тарілки. На Фіг.2 та 3 наведені залежності вмісту у пропеленті пропану та пентанів від величини відбору товарного пропеленту, як приклад, з 7-ї тарілки. Рисунки характеризують цю залежність для значення величини живлення відпарної пропелентної колони - 7500кг/год. Запропонований енергозберігаючий спосіб має переваги перед прототипом, бо він більш простий для впровадження в існуюче виробництво, 7 37978 потребує менше додаткового технологічного обладнання (відсутній дефлегматор), а також в ньому відсутні витрати електроенергії на дефлегматор пропелентної колони. Запропонований спосіб одержання вуглеводневого пропеленту позбавлений від недоліків притаманних прототипу та має ті переваги, що значно спрощує одержання пропеленту. Крім технічних 8 переваг він має ще й економічні, бо значно дешевший за існуючий прототип, тому що те хнологічні витрати на його одержання на 20% менші. Пропоноване одержання пропеленту дає можливість скоротити низку технологічних операцій при умові підтримання високої якості пропеленту, а також зменшити матеріале- та енерговитрати і, таким чином, зменшити вартість пропеленту. 9 Комп’ютерна в ерстка Л. Купенко 37978 Підписне 10 Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601