Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_11894
.pdf
большая часть примесей или других газов, которые могут быть поглощены в относительно меньших
количествах, высвобождается из жидкости, образуя газовую смесь с относительно более высоким
содержанием примесей и более низким содержанием ацетилена, в то время как последующие фракции газов,
выделяющихся при последующем нагреве жидкости, будут содержать высокий процент ацетилена. Газы,
выделяющиеся в первой фракции, могут быть возвращены в компрессор и на стадию абсорбции цикла.
y 5 Очевидно, что при использовании последовательных циклов как для абсорбции, так и для испарения
абсорбированных газов, размер аппарата, необходимого для последовательных стадий, где обрабатывается
значительно меньшее количество газа, будет соответственно меньше, чем размер аппарата, используемого
на первой стадии и работающего с большим количеством газов, содержащих лишь относительно небольшое
количество ацетилена.
Сущность изобретения будет дополнительно проиллюстрирована следующими конкретными примерами.
Сырой газ, получаемый путем крекинга углеводородов и имеющий приблизительно следующий состав.
Углекислый газ O O % Ацетилен ^ 14 6 Этвилен 9 6 Оксид углерода I Метан 19 2 Водород 53 9 Азот 2 1
пропускали через диэтилкарбонат при температуре 260 °C и атмосферном давлении 70 °C. Затем жидкость,
содержащую растворенные или абсорбированные газы, постепенно нагревали до точки кипения, чтобы
удалить абсорбированные газы, которые собирали и которые имели приблизительно следующий состав: 75
Ацетилен 74,4 % Этилен 10,9 Оксид углерода 1,9 Метан и водород 9,7-80 Азот 3,1 Эта газовая смесь,
содержащая около 74,4 % ацетилена, была снова приведена в тесный контакт с диэтилкарбоновой кислотой:
Растворяли при 260 °C, а полученную жидкость нагревали до 85 °C для удаления газов, после чего удаляли
газы и собирали их. Газы имели приблизительно следующий состав:
Ацетилен 95 7 % 90 Этилен 3 3 Метан и водород 0 4 Азот O 4 Аналогичные результаты были получены при
использовании метилэтилкарбоната вместо 95 диэтилкарбоната.
Ещё одна неочищенная газовая смесь следующего состава:
Углекислый газ = O O % Ацетилен 14 O 100 Этилен 8 4 Оксид углерода 1 6 Метан 22 4 Водород 49 6 Азот 4 O
105 был приведен в тесный контакт с диэтилкарбонатом в качестве абсорбирующей жидкости при
температуре около 140 °C, и полученная жидкость при нагревании давала ацетилен чистотой около 75,1 %
при первой абсорбции и отводе, а такой ацетиленовый газ при второй абсорбции и отводе давал ацетилен
чистотой 95,8 %. Практически те же результаты были получены с метилэтилкарбонатом в качестве
абсорбирующей среды.
Когда в качестве абсорбционной среды для того же сырого газа использовали диэтилкарбонат, но при более
низкой температуре около -0 °C, ацетилен, полученный после первой абсорбции и вытеснения, содержал
около 79,6 % ацетилена, а после второй абсорбции и вытеснения такой газ давал ацетилен чистотой около
97,7 %.
Метилэтилкарбонат дал примерно 125 практически одинаковых результатов.
Сырой газ следующего состава:
При контакте с диэтилкарбонатом при температуре 260 °C и последующем удалении абсорбированного газа
из жидкости (401 4531 долл. США) и концентрации ацетилена 10 %, этилена 20 %, метана и водорода 68 %,
азота 2 %, был получен продукт, содержащий 59 % ацетилена. Когда тот же неочищенный газ был
абсорбирован в диэтилкарбонате при 0 °C, полученный газ после удаления содержал 67 % ацетилена; а при
проведении абсорбции при -200 °C полученный ацетилен после однократной абсорбции содержал 72 %
ацетилена.
Таким образом, ацетилен более высокой чистоты может быть получен за один цикл абсорбции, если
абсорбция проводится при более низких температурах.
Мы также обнаружили, что газы, отличные от ацетилена, которые могут поглощаться алкилкарбонатом в
гораздо меньших количествах, вытесняются из раствора при более низких температурах, чем ацетилен при
аналогичном поглощении. Поэтому, когда необходимо получить ацетилен относительно высокой чистоты,
выгодно частично удалять поглощенные газы путем нагрева или путем снижения давления с последующим
нагреванием. Например, мы обнаружили, что после поглощения неочищенных газов, таких как упомянутые
выше, в диэтилкарбонате и последующего постепенного повышения температуры жидкости для удаления
газов, большая часть примесей, таких как метан, этилен, водород и т. д., удаляется к тому времени, когда
жидкость достигает 1000 °C, в то время как газ, впоследствии удаляемый при температурах выше 1000 °C,
относительно богат ацетиленом. Например, мы собрали фракцию газа, выделяющуюся при температуре ниже
1000 °C, содержащую приблизительно 650 % ацетилена, и вторую фракцию, выделяющуюся при температуре
от 1000 до точки кипения жидкости, содержащую от 85 до 950 % ацетилена. Таким образом, фракционное
удаление абсорбированных газов или сбор отходящих газов по фракциям позволяет получать ацетилен
высокой чистоты даже в тех случаях, когда происходит только однократное поглощение и удаление.
Аналогично, при проведении процесса с абсорбцией газов в алкилкарбонате под высоким давлением, отвод
может осуществляться фракционно, и последовательные фракции получаются с ацетиленом высокой чистоты
во второй или последующих фракциях. Например, при работе при давлении около 150 фунтов с исходной
газовой смесью, содержащей около 10 % ацетилена, газы, выделяющиеся при сбросе давления из
абсорбирующей жидкости, будут содержать до 60 мкг/л ацетилена, и эти газы могут быть собраны отдельно и
возвращены в цикл через компрессор, или они могут быть собраны вместе с газами, выделяющимися
впоследствии при нагреве абсорбирующей жидкости. Если газы, выделяющиеся при нагреве, собираются
отдельно от газов, выделяющихся при сбросе давления, можно получить ацетилен, содержащий от 85 до 900
мкг/л или более ацетилена. Возвращая в цикл газы, выделяющиеся при сбросе давления, получают более
богатый поступающий газ. При таком способе работы газы Растворы, образующиеся при снятии давления, а
также растворы, полученные при нагревании жидкости, пропорционально богаче ацетиленом, и раствор,
полученный при нагревании жидкости, может содержать до % или более ацетилена.
Для некоторых коммерческих целей не требуется ацетилен высочайшей чистоты, и вполне подходит газ,
содержащий различное количество других газов, смешанных с ацетиленом.
Однако, если требуется ацетилен более высокой чистоты, его можно легко получить, например, с помощью
низких температур, фракционного сбора газов, дополнительной абсорбционной и отстойной обработки и т. д.
Для осуществления настоящего процесса требуется следующее оборудование: абсорбционная башня, в
которой исходная газовая смесь может быть приведена в непосредственный контакт с алкилкарбонатом, и
котел или вытеснительная башня, где абсорбированные газы удаляются. При проведении абсорбции под
давлением абсорбционная башня должна быть сконструирована таким образом, чтобы выдерживать
давление, газы и абсорбционная жидкость должны подаваться под давлением, а удаление ацетилена может
частично осуществляться путем снижения давления на жидкость. В циклическом режиме между
абсорбционной башней и котлом целесообразно предусмотреть теплообменник, так что горячая
абсорбционная жидкость, поступающая из котла, может использоваться для предварительного нагрева
абсорбента, содержащего растворенные газы, поступающие из абсорбера в котел, с сохранением тепла для
нагрева жидкости в котле.
Как котел или вытеснительная башня, так и абсорбционная башня могут быть сконструированы для работы в
противоточном режиме, используя, например, барботажные башни, в которых происходит тесный контакт
жидкости и газов, что приводит к выпрямлению 125 при кипении и эффективному противоточному
поглощению в абсорбере.
Схема устройства, выполненная в виде технологической схемы или диаграммы, показана на рисунке 13G в
виде дефлегматора, охлаждающего выходящие газы и жидкость в верхней части устройства, так что в
верхней части барботажной башни поддерживается более низкая температура, чем в нижней части башни,
где жидкость поступает по трубопроводу 12.
Абсорбционная башня 1 также имеет охлаждающий змеевик 23 в своей верхней части, так что верхняя часть
башни 75, выше точки входа трубопроводов 6 и 18, может служить дефлегматором для поддержания более
низкой температуры в верхней части башни, из которой выходят газы, чем температура в нижних частях
башни 80.
Наличие соответствующих регулирующих клапанов и насосов позволяет использовать абсорбционную башню
1 при гораздо более высоком давлении, чем котел 13, 85, а наличие соответствующих охлаждающих и
дефлегматизирующих элементов аппарата позволяет осуществлять абсорбцию при низких температурах и
сводит к минимуму потери абсорбирующей жидкости в отходящих газах.
Если требуется дополнительная обработка ацетиленового газа, полученного в результате первого цикла
абсорбции и вытеснения, это легко можно осуществить во втором устройстве, аналогичном уже описанному.
Подобное устройство показано в несколько уменьшенном масштабе справа на рисунке; используются те же
самые обозначения с добавлением суффикса a и цифры 100.
В этом случае часть или весь ацетиленовый газ, выходящий из котла 13, может отводиться через ответвление
25 и перекачиваться насосом 26 в меньшую абсорбционную башню 105, где происходит аналогичный цикл
абсорбции и последующего отвода, как описано ранее. Газы, выходящие из верхней части абсорбционной
башни 110 через линию 4a, могут частично или полностью отводиться через линию 24, или же частично или
полностью рециркулироваться через линию 27 и перекачиваться насосом 28 обратно для смешивания с
исходными газами 115, поступающими в башню 1 через линию 3.
Ацетиленовые газы, выходящие из котла 13а по трубопроводу 20а, будут ацетиленовыми газами более
высокой чистоты, как было объяснено выше. 120 Хотя мы описали одну схему устройства и одну конструкцию
устройства, очевидно, что изобретение не ограничивается ими, и что в них могут быть внесены изменения и
модификации. 125
Теперь, подробно описав и определив природу нашего изобретения и способ его осуществления, мы
представляем на прилагаемом чертеже абсорбционную башню 1 в виде барботажной башни, в которую
неочищенная газовая смесь подается насосом 2 и трубой 3 в точке несколько выше дна башни, а очищенные
газы выходят сверху через трубопровод 4, имеющий редукционный клапан 5, используемый в случае, если
абсорбция проводится под давлением. Свежий алкилкарбонат для первоначальной загрузки абсорбционной
башни и для компенсации потерь подается через трубу 6.
Алкилкарбонат, содержащий растворенные газы, выходит из нижней части абсорбционной башни 1 по
трубопроводу 7 и перекачивается насосом 8 или проходит через байпас Sa в теплообменник 9, где жидкость
предварительно нагревается, а затем по трубопроводу 10 с редукционным клапаном поступает в башню 13,
где она входит в точку 12, расположенную несколько ниже верхней части башни. Когда абсорбционная башня
1 работает при атмосферном давлении, жидкость перекачивается из нижней части башни насосом 8 в башню
13; если же башня 1 находится под гораздо более высоким давлением, насос 8 не требуется, и поток жидкости
из башни 1 в котел 13 регулируется клапаном в трубе 7 или клапаном 11 в трубе 10.
Выпускная башня котла 13 также показана в виде барботажной башни, но значительно меньшего размера,
чем абсорбционная башня 1. Из нижней части этого котла жидкость возвращается по трубопроводу 14 и
перекачивается насосом 15 через теплообменник 9, где жидкость охлаждается и служит для
предварительного нагрева жидкости, поступающей из абсорбционной башни 1 в котел, а затем проходит по
трубопроводу 16 в охладитель 17, где она дополнительно охлаждается, и затем снова поступает в
абсорбционную башню в точке 18, несколько ниже верхней части башни.
Котел или вытеснительная башня 1 л соответствующим образом нагревается; внизу показана обычная
нагревательная спираль 19, предназначенная для нагрева башни, например, паром под соответствующим
давлением и при надлежащей температуре. Эта температура будет достаточной для удаления большей
части, если не всех, растворенных газов и нагрева жидкости приблизительно до точки кипения.
Газы, отводимые из котла 13, выходят из верхней части котла через трубопровод 20, в котором расположен
клапан 21. В верхней части котла 13 показан охлаждающий змеевик 22, через который может циркулировать
холодная вода или другая охлаждающая жидкость.
Конструкция такова, что верхняя часть G5 пузырьковой башни 13 может обслуживать 401 531. Если это будет
выполнено, мы заявляем, что то, что мы
Соседние файлы в папке патенты