Предлагаемое изобретение относится к способу получения диметилового эфира, который используют в газовых приборах бытового назначения и как пропеллент для аэрозолей, методом одностадийного синтеза и его выделения. Способ включает подачу синтез-газа, проведение реакции в реакторе адиабатического типа при повышенной температуре и давлении в присутствии бифункционального катализатора, охлаждение и сепарацию полученных контактных газов на газовую и жидкую фазы с выделением диметилового эфира из...
ИЗОБРЕТЕНИЕ Заявка на изобретение RU2014140948/05, 10.10.2014
ИЗОБРЕТЕНИЕ Патент Российской Федерации RU2568215
Область деятельности(техники), к которой относится описываемое изобретение
Изобретение относится к технологии переработки углеводородсодержащих газовых смесей, а именно к низкотемпературной сепарации компонентов газа, и может быть использовано для переработки попутного или природного газа. Особый интерес предлагаемое изобретение представляет для решения задач, связанных с извлечением кислых газов (CO 2 и H2S) из природных газов.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Из уровня техники известен способ разделения смеси углеводородных газов, включающий охлаждение смеси, расширение смеси или ее части, частичную конденсацию смеси при ее расширении, разделение смеси или ее части в ректификационной колонне с получением продуктов в жидкой и газовой фазе. Процесс расширения смеси проводят, пропуская смесь через сопловой канал, причем в сопловом канале и/или на входе в сопловой канал поток смеси закручивают, на выходе из соплового канала или его части поток смеси разделяют по крайней мере на два потока, один из которых обогащен компонентами тяжелее метана, а другой обеднен этими компонентами. Обогащенный поток частью или полностью направляют в ректификационную колонну, а газофазные продукты, полученные в ректификационной колонне, частично или полностью направляют в смесь до ее расширения (см. патент РФ 2272973).
Из уровня техники известен способ разделения смеси газов, включающий охлаждение смеси, расширение продуктов, получаемых из смеси, прокачку по крайней мере части продуктов через ректификационную колонну, расширение смеси в закрученном потоке в сопле с разделением потока на поток, обогащенный компонентами тяжелее метана, и поток, обедненный этими компонентами, нагрев обедненного потока за счет охлаждения продуктов, получаемых из смеси. При этом нагретый обедненный газовый поток сжимают в компрессоре, охлаждают в аппарате воздушного охлаждения, часть полученного газового продукта используют в качестве выходного продукта, другую часть дополнительно охлаждают, расширяют, продукты расширения направляют в колонну и/или смешивают с газофазными продуктами, поступающими из колонны в сопло (см. патент РФ 2514859).
Недостатком известных способов является то, что в случае их применения для извлечения в углекислого газа (CO2) после сепарации в сопле поток, обогащенный компонентами тяжелее метана, все еще содержит большое количество углеводородов, растворенных в CO2, которые утилизируются посредством закачки в пласт.
Основной задачей изобретения является обеспечение дополнительного извлечения целевых компонентов (углеводородов) из исходной газовой смеси.
Технический результат изобретения заключается в снижении потерь целевых компонентов и увеличении экономичности способа.
rnrnrnrnrnrnrnrnrn
Указанный технический результат достигается за счет того, что заявленный способ включает следующие этапы:
a) дегидратацию смеси,
b) охлаждение смеси,
c) прокачку смеси через первую ректификационную колонну с получением первого потока, обогащенного углеводородами, и второго потока, содержащего растворенные в CO2 углеводороды,
d) сепарацию компонентов первого потока при их вращении и одновременном расширении в сопле с получением третьего потока, обедненного компонентами тяжелее метана, и четвертого потока, обогащенного этими компонентами,
e) нагрев третьего потока,
f) использование одной части третьего потока в качестве выходного газа,
g) охлаждение другой части третьего потока, ее смешивание с первым потоком и направление полученной смеси на этап (d),
h) подачу второго потока и четвертого потока во вторую ректификационную колонну с выделением пятого потока, обогащенного С3+ углеводородами, шестого потока, обогащенного CO2, и седьмого потока, обогащенного метаном,
i) смешивание седьмого потока с исходной газовой смесью и направление компонентов на этап (a).
rnrnrnrnrnrnrnrnrn
Кроме того, указанный технический результат достигается за счет того, что:
- смесь перед этапом (d) разделяют на поток, обогащенный CO2, и поток, обедненный CO 2, при этом обедненный CO2 поток подают на сепарацию этапа (d), а обогащенный CO2 поток возвращают в первую колонну;
- часть жидкой фракции из первой ректификационной колонны нагревают с помощью теплообменников, используемых для охлаждения исходной газовой смеси, и возвращают в первую колонну;
- часть жидкой фракции из второй ректификационной колонны нагревают с помощью теплообменников, используемых для охлаждения исходной газовой смеси, и возвращают во вторую колонну;
- шестой поток, обогащенный С02, нагревают с помощью теплообменников, используемых для охлаждения исходной газовой смеси, и утилизируют;
- нагрев третьего потока на этапе (е) и охлаждение части третьего потока на этапе (g) осуществляют в одном теплообменнике;
- на этапе (b) исходную смесь охлаждают до температуры менее -40°C.
Основное отличие заявленного изобретения от аналога заключается в том, что в нем использована вторая ректификационная колонна, в которую поступает жидкая фракция из первой колонны и газожидкостный поток из соплового сепаратора. Вторая колонна позволяет дополнительно извлечь растворенные в CO2 углеводороды, а также выделить отдельную фракцию С3+ (пропан и выше). Таким образом, заявленный способ позволяет увеличить степень очистки газовой смеси и степень извлечения целевых компонентов, а также получить дополнительный товарный продукт - широкую фракцию легких углеводородов (ШФЛУ), что обеспечивает экономичность способа.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 показана схема реализации способа, а на фиг. 2, 3 показаны параметры потоков, получаемых согласно примеру реализации способа.
Схема включает следующие элементы:
1 - первый компрессор
2 - блок дегидратации
3 - первый теплообменник
4 - охладитель
5 - второй теплообменник
rnrnrnrnrnrnrnrnrn
6 - клапан
7 - первая ректификационная колонна
8 - смеситель
9 - сепаратор
10 - клапан
11 - сопловой сепаратор
12 - вторая ректификационная колонна
13 - третий теплообменник
14 - второй компрессор
15 - третий компрессор
16 - насос
17 - насос
18 - нагреватель (рибойлер).
При этом потоки компонентов перерабатываемой газовой смеси обозначены на схеме следующими позициями:
101 - исходный газ (газовая смесь)
102 - газовая смесь после дегидратации
103 - охлажденная газовая смесь
104 - охлажденная газовая смесь после расширения
105 - первый поток, обогащенный углеводородами, полученный в ректификационной колонне 7
106 - второй поток, содержащий растворенные в СО2 углеводороды, полученный в ректификационной колонне 7
107 - третий поток, обедненный компонентами тяжелее метана в сопловом сепараторе
115 - возвратный обогащенный углеводородами поток, подаваемый в сопловой сепаратор после разделения третьего потока
116 - охлажденный возвратный поток
117 - смесь первого потока и охлажденного возвратного потока
118 - поток, подаваемый на 3S сепарацию в сопловой сепаратор
119 - возвратный поток, подаваемый в первую ректификационную колонну
120 - поток, выделяемый из первой колонны
121 - нагретый поток, возвращаемый в первую колонну
122 - выходной поток, обогащенный CO2.
Способ реализуется следующим образом.
Исходная газовая смесь (101) (например, природный газ) перекачивается посредством компрессора (1) и подвергается дегидратации в блоке (2). Затем полученная смесь (102) охлаждается последовательно в первом теплообменнике (3), охладителе (4) и во втором теплообменнике (5). Полученный поток (ЮЗ), имеющий температуру менее -40°C, предпочтительно около -49°C, проходит клапан (6) и расширяется, приобретая температуру около -62°C. Охлажденный поток (104) подается в первую ректификационную колонну (7), в которой получают первый поток (105), обогащенный углеводородами, и второй жидкофазный поток (106), содержащий растворенные в CO2 углеводороды. Для дополнительного нагрева нижней части колонны часть жидкости (120) из нее перекачивается с помощью насоса через теплообменники (3) и (5), и полученный нагретый поток (121) возвращается в первую колонну (7).
Компоненты первого потока (105), проходя через смеситель (8) и сепаратор (9) (их работа будет описана ниже), подаются в сопловой сепаратор (11) (3S сепаратор), в сопле которого во вращающемся газожидкостном потоке происходит разделение компонентов первого потока (105), содержащихся в потоке (118), на третий поток (107), обедненный компонентами тяжелее метана (обогащенный метаном), и четвертый поток (108), обогащенный этими компонентами. Конструктивная реализация и принцип работы соплового (3S) сепаратора подробно раскрыта, например, в патенте РФ 2167374.
Третий поток (107), содержащий около 95% метана, проходит через третий (13) и первый (3) теплообменники, нагревается с получением потока (113) и, проходя второй компрессор (14), разделяется на две части. Одна часть (114) (около 70%) используется в качестве выходного газа, а другая часть (115) охлаждается в третьем теплообменнике (13), при этом указанный охлажденный поток (116) подается в смеситель (8), где производят смешивание с первым потоком (105). Возврат части (116) третьего потока используется для охлаждения газовой смеси. Полученная смесь (117) подается в дополнительный сепаратор (9) (например, циклонного или сеточного типа), где разделяется на поток (119), обогащенный СО2, и поток (118), обеденный этим компонентом. Поток (118) направляют в сопловой сепаратор (11) (см. выше), а поток (119) возвращают в верхнюю часть первой колонны (7).
rnrnrnrnrnrnrnrnrn
Четвертый поток (108), обогащенный компонентами тяжелее метана, и второй жидкофазный поток (106), содержащий растворенные в СО2 углеводороды, направляют во вторую ректификационную колонну (12).
После прохождения потоками (108) и (106) второй колонны (12) из ее нижней части выделяют пятый поток (109), обогащенный С3+ углеводородами (пропан и выше), и шестой поток (110), обогащенный CO2. Поток (109) является товарным продуктом (ШФЛУ). Для его получения жидкость, отбираемую из второй колонны, нагревают в рибойлере (18). Часть жидкости возвращают в колонну, а другую часть используют как выходной продукт ШФЛУ (поток 109). Шестой поток (110) пропускают через второй (5) и первый (3) теплообменники с получением выходного потока (122), обогащенного СО2.
Из верхней части колонны (12) получают седьмой поток (111), обогащенный метаном и содержащий также этан. Седьмой поток (111) охлаждают в теплообменниках (5) и (3) и направляют в начало процесса на этап дегидратации, смешивая возвратный поток (112) с исходной газовой смесью (101).
Для дополнительного нагрева нижней части колонны (12) часть жидкости перекачивается с помощью насоса (16) через теплообменники (5) и (3), полученный нагретый поток возвращается во вторую колонну.
Пример реализации способа.
Способ осуществляли согласно схеме, описанной выше.
Параметры потоков, обозначенных на фиг. 1, приведены на фиг. 2, 3.
В результате способа получали товарный газ (114), содержащий 94,6% метана, а также товарный продукт ШФЛУ (109), содержащий 26,9% этана, 37,2% пропана, 8% изобутана, 15% н-бутана, 3,2% изопентана и 3,7% н-пентана. При этом выходной поток (122), обогащенный CO2 и являющийся утилизируемым газом, содержал всего 1,1% метана.
При использовании аналога утилизируемый газ содержит около 3,4% метана, а также легкие С3+ углеводороды.
Таким образом, заявленный способ позволяет снизить потери целевых компонентов по сравнению с аналогом. Кроме того, приведенная схема процесса позволяет осуществлять процесс с высокой производительностью и эффективной рекуперацией тепла, что повышает экономичность способа.
Формула изобретения
1. Способ разделения углеводородсодержащей газовой смеси (101), включающий следующие этапы: a) дегидратацию смеси (101), b) охлаждение смеси, c) прокачку смеси через первую ректификационную колонну (7) с получением первого потока (105), обогащенного углеводородами, и второго потока (106), содержащего растворенные в CO2 углеводороды, d) сепарацию компонентов первого потока (105) при их вращении и одновременном расширении в сопле с получением третьего потока (107), обедненного компонентами тяжелее метана, и четвертого потока (108), обогащенного этими компонентами, e) нагрев третьего потока (107), f) использование одной части третьего потока (107) в качестве выходного газа (114), g) охлаждение другой части (115) третьего потока (107), ее смешивание с первым потоком (105) и направление по крайней мере части полученной смеси (117) на этап (d), h) подачу второго потока (106) и четвертого потока (108) во вторую ректификационную колонну (12) с выделением пятого потока (109), обогащенного С3+ углеводородами, шестого потока (110), обогащенного CO2, и седьмого потока (111), обогащенного метаном, i) смешивание седьмого потока (111) с исходной газовой смесью (101) и направление компонентов на этап (а).
2. Способ по п. 1, в котором смесь (117) перед этапом (d) разделяют на поток (119), обогащенный CO2 , и поток (118), обедненный CO2, при этом поток (118) подают на сепарацию этапа (d), а поток (119) возвращают в первую колонну (7).
3. Способ по п. 1, в котором часть жидкой фракции (120) из первой ректификационной колонны (7) нагревают с помощью теплообменников (5, 3), используемых для охлаждения исходной газовой смеси (101), и возвращают в первую колонну (7).
4. Способ по п. 1, в котором часть жидкой фракции из второй ректификационной колонны (12) нагревают с помощью теплообменников (5, 3), используемых для охлаждения исходной газовой смеси (101), и возвращают во вторую колонну (12).
5. Способ по любому из пп. 1-4, в котором шестой поток (110), обогащенный CO 2, нагревают с помощью теплообменников (5, 3), используемых для охлаждения исходной газовой смеси (101), и утилизируют.
6. Способ по любому из пп. 1-4, в котором нагрев третьего потока (107) на этапе (е) и охлаждение части третьего потока (107) на этапе (g) осуществляют в одном теплообменнике (13).
7. Способ по любому из пп. 1-4, в котором на этапе (b) исходную смесь охлаждают до температуры менее -40°C.
Имя изобретателя: Багиров Лев Аркадьевич (RU), Дмитриев Леонард Макарович (RU), Фейгин Владимир Исаакович (RU), Имаев Салават Зайнетдинович (RU) Имя патентообладателя: Общество с ограниченной ответственностью "ЭНГО Инжиниринг" (RU) Почтовый адрес для переписки: 129090, Москва, пр-кт Мира, 6, ООО "Патентно-правовая фирма "ЮС" Дата начала отсчета действия патента: 10.10.2014
Разместил статью: miha111
Дата публикации: 2-12-2015, 13:11
Изобретение относится к горному делу, преимущественно к угольной промышленности, и может быть использовано для рекомендаций по выбору способов и параметров дегазации сближенных угольных пластов. Предложен способ определения зоны дегазирующего влияния очистных работ на углепородные массивы, включающий установление предельных расстояний дегазирующего влияния очистных работ на породы кровли и почвы, в котором инструментально устанавливают уровень дегазации отрабатываемого и сближенных пластов угля...
Заявлен перезаряжаемый литиевый элемент аккумуляторной батареи, имеющий корпус, положительный электрод, отрицательный электрод и электролит, содержащий электропроводящую соль, в котором основой электролита является SO2, и положительный электрод содержит химически активное вещество, имеющее состав LixM'yM"z(XO4 )aFb, в котором М' означает, по меньшей мере, один металл, выбранный из группы элементов, включающей Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu и Zn, М" означает, по меньшей мере, один металл,...
Никакого начала не было - безконечная вселенная существует изначально, априори как безконечное пространство, заполненное энергией электромагнитных волн, которые также существуют изначально и материей, которая состоит из атомов и клеток, которые состоят из вращающихся ЭМ волн.
В вашей теории есть какие-то гравитоны, которые состоят из не известно чего. Никаких гравитонов нет - есть магнитная энергия, гравитация - это магнитное притяжение.
Никакого начала не было - вселенная, заполненная энергией ЭМ волн , существует изначально.
То есть, никакой энергетической проблемы не решилось от слова совсем. Так как для производства металлического алюминия, тратится уймище энергии. Производят его из глины, оксида и гидроксида алюминия, понятно что с дико низким КПД, что бы потом его сжечь для получения энергии, с потерей ещё КПД ????
Веселенькое однако решение энергетических проблем, на такие решения никакой энергетики не хватит.
Вместо трудновыполнимых колец, я буду использовать,цилиндрические магниты, собранные в кольцевой пакет, в один, два или три ряда. На мой взгляд получиться фрактал 1 прядка. Мне кажется, что так будет эффективней, в данном случае. И в место катушек, надо попробывать бифиляры или фрактальные катушки. Думаю, хороший будет эксперимент.
Проблема в том, что человечество зомбировано религией, что бог создал всё из ничего. Но у многих не хватает ума подумать, а кто создал бога? Если бога никто не создавал - значит он существует изначально. А почему самому космосу и самой вселенной как богу-творцу - нельзя существовать изначально?
Единственным творцом материального мира, его составной субстанцией, источником движения и самой жизни является энергия космоса, носителем которой являются ЭМ волны, которыми как и полагается богу заполнено всё космическое пространство, включая атомы и клетки.
От углеводородов кормится вся мировая финансовая элита, по этому они закопают любого, кто покусится на их кормушку. Это один. Два - наличие дешевого источника энергии сделает независимым от правительств стран все население планеты. Это тоже удар по кормушке.
Вначале было то, что существует изначально и никем не создавалось. А это
- безграничное пространство космоса
- безграничное время протекания множества процессов различной длительности
- электромагнитная энергия, носителем которой являются ЭМ волны, которыми как и положено творцу (богу) материального мира, заполнено всё безграничное пространство космоса, из энергии ЭМВ состоят атомы и клетки, то есть материя.
Надо различать материю и не материю. Материя - это то, что состоит из атомов и клеток и имеет массу гравитации, не материя - это энергия ЭМ волн, из которых и состоит материя
Предлагаемое изобретение относится к способу получения диметилового эфира, который используют в газовых приборах бытового назначения и как пропеллент для аэрозолей, методом одностадийного синтеза и его выделения. Способ включает подачу синтез-газа, проведение реакции в реакторе адиабатического типа при повышенной температуре и давлении в присутствии бифункционального катализатора, охлаждение и сепарацию полученных контактных газов на газовую и жидкую фазы с выделением диметилового эфира из...
2272973).
Изобретение относится к горному делу, преимущественно к угольной промышленности, и может быть использовано для рекомендаций по выбору способов и параметров дегазации сближенных угольных пластов. Предложен способ определения зоны дегазирующего влияния очистных работ на углепородные массивы, включающий установление предельных расстояний дегазирующего влияния очистных работ на породы кровли и почвы, в котором инструментально устанавливают уровень дегазации отрабатываемого и сближенных пластов угля...
Заявлен перезаряжаемый литиевый элемент аккумуляторной батареи, имеющий корпус, положительный электрод, отрицательный электрод и электролит, содержащий электропроводящую соль, в котором основой электролита является SO2, и положительный электрод содержит химически активное вещество, имеющее состав LixM'yM"z(XO4 )aFb, в котором М' означает, по меньшей мере, один металл, выбранный из группы элементов, включающей Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu и Zn, М" означает, по меньшей мере, один металл,...
Никакого начала не было - безконечная вселенная существует изначально, априори как безконечное пространство, заполненное энергией электромагнитных волн, которые также существуют изначально и материей, которая состоит из атомов и клеток, которые состоят из вращающихся ЭМ волн.В вашей теории есть какие-то гравитоны, которые состоят из не известно чего. Никаких гравитонов нет - есть магнитная энергия, гравитация - это магнитное притяжение.
