Способ селективного удаления серы и бензина из газовой смеси

которого ниже давления дросселированного растворителя и составляет величину 2150 КПЭ. ПОСЛЕ ЧЕГО ОСУЩВСТВПЯЮТ ПОЛНУЮ регенерацию полурегенерированного растворителя Путем перегонки и получают фракциюИзобретение относится к очистке природного газа. в частности к способу удаления серы и бензиновых фракций из газовой смеси. содержащей в основном метан. и. кроме того. сероводород. углеводороды С 2 и выше и диоксид углерода.Известны способы обработки газовых смесей типа природных газов ДЛЯ удаления кислых компонентов и бензиновых углеводородов. включающий фракционирование газовой смеси методом криогенной дистилляции от 3 О до 90 С) использованием в некоторых случаях органического растворителя ДЛЯ ЭКСТРЭКЦИИ КИСЛЫХ КОМПОНЕНТОВ. С образованиемв результате обработки метансодержащей газовой фракции. углеводородной жидкой фракции. содержащей УГЛВВОДОрОДЫ СЗ И ВЫШВ потока КИСЛЫХ газов. содержащих Н 2 З и СО 2.Однако этот способ является. с одной СТОРОНЫ. ОЧЕНЬ ЭНВПГОЕМКИМ. ПОСКОЛЬКУрежимах С БОЛЬШИМ ПВПЕПЭДОМ температур и. с другой стороны. недостаточно эффективным при очистке от углеводородов Сз и выше, которыми загрязняется поток кислых газов.Известен также способ очистки природного газа. содержащего Н 2 З. СО и Н 2 О. из которого удалены углеводороды С путем промывки обрабатываемого газа холодным растворителем в многочисленных зонах. расположенных последовательно с понижением температуры от зоны к зоне. с последующей регенерацией использованного растворителя. содержащего сероводород и другие абсорбированные соединения. а затем рециркулирует регенерованный растворитель в зону промывки. Удаление же бензиновых фракций из газовой смеси осуществляют на отдельном этапе. не совместимом с промывкой.Предлагаемый способ устраняет многостадийность промывки путем совмещения водной зоне операции для удаления кислых компонентов и операции для удаления бензиновых фракций.кислого газа и регенерированный растворитель. причем фракции кислого газа со стадии частичной регенерации и полной регенерации объединяют для получения потока кислого газа, 4 зл. ф-лвмд ил 1 табл.Эта цель достигается способом селективного удаления серы и бензина из газовой смеси. содержащей в основном метан и. кроме того сероводород. углеводороды (32 и выше и диоксид углерода. находящийся при ПОВЫШЕННОМ ДЗБПВНИИ. ПУТЕМ КОНТЭКТИРО вания газовой смеси при пониженной температуре в зоне промывки с растворителем. включающим осуществление регенерации растворителя, содержащего сероводород И другие абсорбированные соединения. и заТВМ РВЦИРКУЛЯЦИЮ ВЗГЗНЕПОВЭННОГО РЭСТВО рителя в зону промывки, и заключающимся тем. что газовую смесь. находящуюся под давлением 3-8 МПа контактируют с растворителем. выбранным из группы метанол. пропиленкарбонат. диметилформамид, убутиролактон. при температуре ОТ 5 ДО АОС которую поддерживают с точностью 5 С в зоне промывки. имеющей число теоретических тарелок. равное и больше 21. при таком соотношении массовых дебитов газовой смеси и растворителя. при котором с одной стороны получают газовую фазу. состоящую в основном из метана. и в которой парциальное давление сероводорода ниже 50 Па. а с другой стороны жидкую фазу. называемую обогащенным растворителем. состоящую из растворителя. обогащенного сероводородом и другими абсорбированными соединениями. и фракции конденсированных углеводородов. содержащих 80 мас. и более углеводородов Сз и выше. имеющихся в газовой смеси. затем обогащенный растворитель подверга л ют деметанизирующей обработке с получением жидкой фазы. лишенной метана и называемой обогащенным деметанизированным растворителем. и газовой фазы. обогащенной метаном. охлаждают обогащенный деметанп-зированный растворитель до температуры. которая ниже температуры в зоне промывки и, находится в интервале от -30 до 80 С. чтобы вызвать расслоение указанного обогащенного деметанизированного растворителя на жидкую нижнюю фракцию. называемую обогащенным ОЧИЩСННЫМ РЭСТПОРИТеЛеМ. которая содержит кислые соединения сероводород и диоксид углерода, растворенные в раство рителе. И углеводороды. СОДЭДЖЗНИЭ КОТО.рык в расчете на метановые эквиваленты ниже 5 мол. от количества кислых соединений. и на жидкую верхнюю фракцию. называемую первой фракцией тяжелых углеводородов. образованную остатком углеводородов. которые присутствовали в деметаниэированном обогащенном растворителе отделяют Первую фракцию тяжелых углеводородов от обогащенного очищенного растворителя и последний подвергают регенерации с получением при этом с одной стороны потока кислого газа. содержащего сероводород И диоксид углерода. присутствующие в обогащенном очищенном растворителе и содержащего в расчете на метановые эквиваленты менее 5 моп.углеводородов по отношению к кислым соединениям. И с получением с другой стороны регенерированного растворителя. рециркулируемого в зону промывки. причем регенерация состоит из стадии ЧЭСТИЧНОЙ регенерации. осуществляемой дросселированием обогащенного очищенного растворителя до давлением выше 150 кПа с последующим по крайней мере одним частичным испарением указанного дросселированного растворителя с получением. с одной стороны. по крайней мере одной фракции газа и. с другой стороны. полурегенерированного растворителя. температура которого 5 С или выше и давление которого ниже давления дросселированного растворителя и составляет величину 2150 кПа. после чего осуществляют полную регенерацию полу/регенерированного растворителя путем перегонки и получают фракцию кислого газа И регенерированный растворитель. причем фракции кислого газа со стадии частичной регенерации И полной регенерации объединяют для получения потока кислого газа.Под метановым эквивалентом понимают столько псевдомопекул с одним атомом углерода. сколько имеется атомов углерода в рассматриваемом углеводорода.Согласно частному варианту осуществления перед контактированием с растворителем. обрабатываемую газовую смесь подвергают охлаждению до температуры от 5 до -3 ОС для получения. с одной стороны. жидкой фазы. называемой кон-денсатами. содержащей в основном углеводороды С и выше и сероводород, и. с другой стороны. газовой фазы. йак называемой форобработанной газовой смеси. затем указанную Форобработанную газовую смесь вводят в контакт с растворителем в зоне промывки ими из стадии охлаждения. для Получения обогащенного растворителя. который подвергают деметанизации.Предпочитают осуществлять деметанизацию растворителя и конденсатов вдва этапа. причем на первой стадии деметанизируемую жидкостьлодвергают первому расширению до промежуточного давления. при котором выделяется б 1 т 8 О метана. растворенного в указанной деметанизируемой жидкости. с получением первого обогащенного метаномуаза и фордеметаниаированной жидкости. а на второй стадии фордеметанизированную жидкость подвергают второму расширению с последующей перегонкой, чтобы получить второй обогащенный метаном газ и деметанизированную жидкость. причем второй обогащенный метаном газ сжимают вплоть до давления первого ОбОГаЩЬНОГО МЭТЭНОМ газа. ЗЗТЕМ смешивают с этим последним для получе НИЯ ГЭЗОВОЙ ФЗЗЫ. ОЙОГЗЩЕННОЙ МЕТЭНОМ.причем перегонка. следующая за вторым расширением. осуществляется путем кипя ЧЭНИЯ В ДВУХ ЗОНЭК КИПЯЧЕНИЯ. РЭСГТОЛОЖЕН-ных последовательно с помощью жидкости. состоящей из части обрабатываемой газовой смеси. отобранной из указанной газовой смеси до введения ее в контакт с растворителем или до ее охлаждения. Осуществление полной регенерации полурегенерированного растворителя можно осуществить путем перегонки в колонне. разделив полурегенерованный растворитель на два потока. один из которых направляот на тарелку головной части дистилляционной колонны. а другой направляет в указанную колонну на уровне теоретического промежуточного этапа. после нагревания противотока с регенерированным растворителем. извлекаемым из колонны. Обогащенный очищенный растворитель перед регенерацией подвергают дополнительной обработке по удалению углеводородов. которая заключается в осуществлении контакта указанного растворителя в зоне экстракции жидкость-жидкость. содержащей 5 и более теоретических тарелок зкстрации. с агентом зкстрации. образованным углеводородами. содержащимися в газовой смеси и имеющими молекулярную массу выше таковой Н-пентана. для отделеНИЯ ОТ УКЭЗЭННОГО ОЧИЩЕННОГО обогащенного растворителя жидкой фракции. наьываемой второй жидкой фракцией углеводородов. в объединении вьлшеуказанной второй фракции с первой фракцией тяжелых углеводородов. с последующими нагреванижем и перегонкой Полученной смеси для получения фракции тяжелых углеводородов. содержащей 80 моп. и более углеводоводов Сз и выше. имеющихся в обрабатываемой газовой смеси. и агента экстракции. часть которого выводят. а вторую часть охлаждают до температуры. при которой происходит расслоение охлажденного обогащенного растворителя и возвращают в зону экстракции жидкость-жидкость.На фиг.1-4 показаны схемы осуществпения предлагаемого способа.обрабатываемую газовую смесь (фиг.1). поступающую по трубопроводу 1. подвергают охлаждвнию в зоне охлаждения 2 до температуры лежащей. например. между О и 30 С. и разделяют в сепараторе 2 а. с одной стороны. на жидкую фазу. называемую конденсатами и содержащую главным образомуглеводороды С и выше и Н 5. которую отводят из нижней части сепаратора по тру бопроводу 4. а с другой стороны. на газовую фазу. называемую предварительно обрабоТЭННОЙ ГЗЗОВОЙ СМЕСЬЮ. ВЫВОДИТ ИЗ ВВрХНВЙ части сепаратора по трубопроводу 3. Указанную предварительно обработанную газовую смесь вводят в нижнюю часть прогиывочной колонны 5. содержащей предпочтительно не менее 20 теоретически-х горедок в которой она контактирует противотоком С ОЗСТВОВИТЕЛЕМ. ИНЖЕКТИОУемым в верхнюю часть колонны 5 через патрубок Б. этот контакт осуществляют при температуре. лежащей. например. между О и 45 С. Из головной части колонны 5 выводят через трубопровод 7 обработанный газ. состоящий главным образом из метана и обедненный Н 25. Тогда как из нижней частиФукааанной колонны отводят по трубопрово ду 8 жидкую фазу. образованную растворителем. обогащенным Н 23 И ДЭУГИМИ абсорбированными соединениями. указанную жидкую фазу объединяют в трубопроводе 93 С КОНДЕНСЗТЗМИ. ПОДЭВЭЕМЫМИ ИЗ сепаратора 2 а по трубопроводу 4. чтобы со ставить жидкую фазу. называемую обога щенным растворителем. Выбирают окончательную температуру в интервале от О до 30 С для этапа охлаждения в зоне 2 и осуществляют контакт предварительно обработанной газовой смеси с растворителем в колонне 5 при температуре в интервале от 0 до 45 С и при отношении массовых расходов обрабатываемой газовой смеси и растворителя. выбранном таким образом. чтобы. с одной стороны. обработанный газ. собранный трубопроводом 7 в головной ча СТИ КОЛОННЫ 5. ИМЕЛ ПЗОЦИЭЛЬНОЭ ДЭВЛЕНИЭН 2 ниже 65 Па. а если обрабатываемая газовая смесь содержит СОЗ и/или меркап 10таны помимо Н 2 З. общее парциальное давление сернистых соединений было ниже 260 Па. а с другой стороны. чтобы обогащенный растворитель. проходя щий по трубопроводу 9 а. содержал не менее 80 мол. углеводородов Сз и выше. имеющихся в обрабатываемой газовой смеси.Обогащенный растворитель. циркулирующий в трубопроводе Эа, вводят в верхнюю часть колонны 9 для деметанизации. представляющей собой дистилляционную колонну с кипятильником. в которой обогащенный растворитель фракционируют на газовую фазу. обогащенную метаном, которую отводят из головной части колонны 9 по трубопроводу 10. и на жидкую фазу. обедНВННУЮ МЕТЭНОМ. НЭЗЬЕВЭВМУЮ ДЕМЕТЭНИЗИ рованным обогащенным растворителем. которую отводят из нижней части колонны 9 по трубопроводу Н, Деметанизированный обогащенный растворитель подают в зону охлаждения 12. в которой его охлаждают до температуры, лежащей между 25 и 8 ОС,и достаточно ниже температуры. имеющейся в зоне промывки Бцчтобы вызвать расслоение указанного деметанизированного обогащенного раствор.ителя. указанный растворитель затем разделяют в сепараторе 12 а. с одной стороны. на нижнюю жидкую фракцию. отводимуп из сепаратора по трубопроводу 14. причем указанная нижняя фракция. называемая очищенным обогаЩЕННЫМ растворителем. содержит КИСЛЫВ соединения Н 25 и в некоторых случаях СО 2. СОЗ и меркаптаны. растворенные в растворителе. и содержит менее 5 мол. 7, углеводо родов. выраженных в метановых эквивалентах. по отношению к кислым соединениям. а с ДРУГОЙ стороны. на верхнюю жидкую фракцию. отводимую из сепаратора 12 а по трубопроводу 13. причем указанная верхняя жидкая Фракция. называемая первичной фракцией тяжелых углеводородов. образоВЭНЭ ОСТЭТКЭМИ УГЛВВОДОРОДОВ. которые присутствуют в деметанизи рованном обогащенном растворителе и содержит не менее 80 моп. углеводородов Сз и выше. содержащихся в обрабатываемой газовой смеси. Затем очищенный обогащенный растворитель подвергают расширению до давления выше 100 кПа. а предпочтительно лежащего между 150 и 300 кПа. при прохождении через редуктор 15. затем редуцированный ЭЗСТВОПИТЕПЬ ПООХОДИТ через нагреватель 16. в котором его подвергают частичному испарению. жидкостьхоставшуюся в резул ьтате этого испарения. подают в сепаратор 1 Ба. Из которого по трубопроводу 17 из верхней части отводят фракцию кислого газа. а из нижней части по трубопроводу18 выводят жидкость, называемую полурегенерированным растворителем. Расширение ОЧИЩВННОГО обогащенного растворителя с последующим частичным испарением редуцированного растворителя. что обеспечивает частичную регенерацию очищенного растворителя. проводят таким образом. чтобы получить полурегенерированный растворитель, температура которого выше или равна 0 С. а давление ниже давления редуцированного растворителя и по крайней мере равна 100 кПа. Полурегенерированный растворитель. проходящий по трубопроводу 18. вводят в верхнюю часть дистилляциОННОЙ КОЛОННЫ С КИПЯТИЛЬНИКОМ. В КОТОООЙ его-подвергают полной регенерации. В указанной колонне 20 полурегез-терированньлй растворитель разделяют перегонкой на фракцию кислых газов. выводимую из верхней части колонны по трубопроводу 19. и на регенерированный растворитель. выводимый из нижней части указанной колонны по трубопроводу 21. причем указанный регенерированный растворитель рециклизутот с помощью трубопровода 6 в промывочную колонку 5 после охлаждения до соответствующей температуры в зоне охлаждения 22. Фракции кислотных газов. отводимые. с одной стороны. из верхней части сепаратора 163 по трубопроводу 17. а с другой стороны. из колонны 20 по трубопроводу 19. смешивают для образования потока кислого газа. в котором содержание углеводородов. выраженное в метановых эквивалентах. ниже 5 мол. по отношениюк кислым соединениям. Обработанный газ. собранный с помощью трубопровода 7 при температуре. имеющейся в зоне промывки 5. может быть направлен в распределительную сеть после нагрева или подвергнут предварительными. в некоторых случаях. одной или нескольким дополнительным обработкам. таким как промывка растворителем для рекуперации СО 2 или обработке в турбоэкспандере для рекуперации углеводородов Св-Сз. которые затем объединяют после отделения от обработанного газа с фракцией тяжелых углево дородов. отводимой из сепаратора 12 а потрубопроводу 13. Обрабатываемуто газовую смесь (фигд). подаваемую по трубопроводу 1. подвергают охлаждению в зоне охлаждения 2 до температуры, лежащей например. между 0 и 30 С. и разделяют в сепараторе 2 а. с одной стороны. на жидкую фазу. называемую конденсатом и содержащую главным образом углеводороды Сз и выше и Н. указанную жидкую фазу отводят из нижней части сепаратора по трубопроводу 4. а с другой сторо 10ны. на газовую фазу. называемую предварительно обработанной газовой смесью. выходящую из верхней части сепаратора по трубопроводу 3. Указанную предварительно обработанную газовую смесь вводят в нижнюю часть колонны для промывки 5. содержащей предпочтительно не менее 20 теоретических тарелок промывки, в которой она контактирует в противотоке с холодным растворителем. инжектируемым в верхнюю часть колонны 5 по трубопроводу 6. зтот контакт осуществляют при температуре. лежащей. например. между О и 45 С. Из верхней части колонны 5 отводят по трубопроводу 64 обработанный газ. состоящий главным образом из метана и обедненный 1425. тогда как из нижней части колонны по трубопроводу 8 отводят жидкую фазу. образованную растворителем. обогащенным Н 25 и другими абсорбированными соединениями. Обработанный газ. циркулирующий в трубопроводе 64. охлаждают не менее чем на 15 С в зоне охлаждения 55 и направляют тогда в сепаратор 56. в котором его разделяют благодаря его дополнительному охлаждению в зоне 55 на газовую фазу которую собирают в верхней части сепаратора 56 в трубопровод 7. и на жидкую фракцию. которую отводят из нижней части указанного сепаратора по трубопроводу 57.Растворитель. Обогащенный 1-125 й друГИМИ КИСЛ ЫМИ СОЕДИНЭНИЯМИ. который ОТБОдят по трубопроводу 8 из колонны 5. и конденсат. выходящий из сепаратора 2 а по трубопроводу д. смешивают для составления жидкой фазы. называемой обогащенным растворителем в который добавляют ЖИДКУЮ фракцию. ВЫХОДЯЩУЮ ИЗ сепаратора 56 по трубопроводу 57. и эту смесь направляют в трубопровод 9 а. Выбирают окончательную температуру в интервале от 0 до г-ЗООС для стадии охлаждения в зоне 2 и осуществляют контакт предварительно обработанной газовой смеси с растворителем в колонне 5 при температуре в интервале от 0 до 45 С и при таком массовом отношении расходов обрабатываемой газовой смеси и растворителя. чтобы. с одной стороны. обработанный. собранный с помощью трубопровода 54 газ в верхней части колонны 5 имел парциальное давление Н 5 ниже 65 Па. а если обрабатываемая газовая смесь содержит СОЗ и/или меркаптан в дополнение к Н 25. то общее парциальное давпение сернистых соединений ниже 260 Па. а с другой стороны. чтобы обогащенный растворитель. проходящий по трубопроводу 9 а. содержал не менее ВО мол. углеводородов Сз и выше. имевшихся в обрабатываемой газовой смеси. Колонна 5 включает два хо