CS248953B1 - Method of c3,c4-acetylenes,flavouring extracts' propanediene removal by means of methanol from processing gas during acetylene production - Google Patents

Abstract

Očelom vynálezu je odstránenie C3, C4-acetylénov, propadiénu, aromátov a sírovodíka z procesného plynu pri výrobě acetylénu. Dosiahne sa to tým, že sa procesný plyn najprv ochladí v dvoch za sebou zapojených chladičoch z teploty 35 °C na teplotu —35 °C, pričom sa z něho oddělí voda a aromáty. Ochladený plyn vstupuje do spodnej časti etážovej kolony, kde sa protiprúdne tečúcim metanolom z něho odstraňujú předmětné zložky. Časť regenerovaného metanolu sa privádza spolu s procesným plynom do druhého chladiča, zatial' čo zvyšok regenerovaného metanolu vstupuje na hlavu etážovej kolony spolu s časťou použitého metanolu, ktorý je sem dopravovaný oběhovým čerpadlem z dna etážovej kolony. Časť použitého metanolu z dna kolony sa privádza do prvého chladiča a zvyšok použitého metanolu spolu s metanolom, vystupujúcim z 0- boch chladičov odchádza na regeneráciu. Okrem popísaného sposobu sú možné aj iné varianty.It is an object of the invention to remove C3, C4-acetylenes, propadiene, aromatics and hydrogen sulfide from process gas in the production of acetylene. This is achieved by first processing the process gas it cools in two consecutive from 35 ° C to -35 ° C it separates water and aromatics. cooled gas enters the bottom of the tray columns where they flow countercurrently methanol from it components. Part of the recovered methanol is with the process gas to the other while the rest is recovered methanol enters the head of the tray columns together with the portion of methanol used which is conveyed here by a circulation pump from the bottom of a tray column. Part used of methanol from the bottom of the column is fed to of the first cooler and the remainder of the methanol used together with methanol from the 0- the cooler boobs go for regeneration. Other methods are possible in addition to the described method variants.

Description

Očelom vynálezu je odstránenie C3, C4-acetylénov, propadiénu, aromátov a sírovodíka z procesného plynu pri výrobě acetylénu. Dosiahne sa to tým, že sa procesný plyn najprv ochladí v dvoch za sebou zapojených chladičoch z teploty 35 °C na teplotu —35 °C, pričom sa z něho oddělí voda a aromáty. Ochladený plyn vstupuje do spodnej časti etážovej kolony, kde sa protiprúdne tečúcim metanolom z něho odstraňujú předmětné zložky. Časť regenerovaného metanolu sa privádza spolu s procesným plynom do druhého chladiča, zatial' čo zvyšok regenerovaného metanolu vstupuje na hlavu etážovej kolony spolu s časťou použitého metanolu, ktorý je sem dopravovaný oběhovým čerpadlem z dna etážovej kolony. Časť použitého metanolu z dna kolony sa privádza do prvého chladiča a zvyšok použitého metanolu spolu s metanolom, vystupujúcim z 0boch chladičov odchádza na regeneráciu. Okrem popísaného sposobu sú možné aj iné varianty.The object of the invention is to remove C3, C4 acetylenes, propadiene, aromatics and hydrogen sulphide from the process gas in the production of acetylene. This is accomplished by first cooling the process gas in two downstream coolers from 35 ° C to -35 ° C, separating water and aromatics. The cooled gas enters the bottom of the tray, where the constituents are removed by counter-flowing methanol. A portion of the recovered methanol is fed together with the process gas to the second condenser, while the rest of the recovered methanol enters the top of the tray column along with a portion of the methanol used, which is conveyed there by a circulating pump from the bottom of the tray column. A portion of the methanol used from the bottom of the column is fed to the first condenser, and the remainder of the methanol used together with the methanol leaving the two condensers is recovered. In addition to the described method, other variants are possible.

2489!)32489!) 3

Vynález sa týká sposobu odstraňovania G3, Cá-acetylénov, propadiénu, aromátov ia sírovodíka metanolom z procesného plynu pri výrobě acetylenu.The invention relates to a process for the removal of G3, C? -Acetylenes, propadiene, aromatics and hydrogen sulfide by methanol from a process gas in the production of acetylene.

Pri parciálnej oxidácii zemného plynu vzniká asi 6,8 % obj. acetylenu a zbytok tvoří vodík, oxid uholnatý, oxid uhličitý, metán, etán, etylén, C3 a Ci-acetylény a olefíny a malé množstvo aromátov. Keď obsahuje zemný plyn aj sírne zlúčeniny, bývá súčasťou procesného· plynu po parciálnej oxidácii aj malé množstvo sírovodíka.The partial oxidation of natural gas produces about 6.8 vol. acetylene and the remainder being hydrogen, carbon monoxide, carbon dioxide, methane, ethane, ethylene, C3 and C1-acetylenes and olefins and a small amount of aromatics. When natural gas also contains sulfur compounds, a small amount of hydrogen sulphide is part of the process gas after partial oxidation.

Separácia acetylenu z takejto zmesi je založená na principe odstraňovania jednotlivých zložiek v selektívnych rozpúšťadlách a roztokoch. Jedným z doležitých separačných procesov· je odstraňovanie C3, Cr-acetylénov, propadiénu, aromátov a sírovodíka vypieraním v metanole.The separation of acetylene from such a mixture is based on the principle of removing the individual components in selective solvents and solutions. One of the important separation processes is the removal of C3, Cr-acetylenes, propadiene, aromatics and hydrogen sulfide by scrubbing in methanol.

Známy je postup, pri ktorom vypieranie v etážovej kolóne pri teplote —35 °C a tlaku 1,5 MPa. Procesný plyn o teplote 35 °C sa ochladí na teplotu —35 °C v dvoch do série zapojených chladičoch a vstupuje do spodnej časti etážovej kolony. Do každého z chladičov sa vstrekuje určité množstvo regenerovaného metanolu, aby sa zabránilo vymřzaniu vody z procesného plynu a zároveň sa tým vypiera časť aromátov. Na hlavu etážovej kolony sa privádza ďalšie množstvo regenerovaného metanolu, ktorý v protiprúdnom kontakte vypiera z procesného plynu Cs, C4-acetylény, propadién, aromáty a sirovodík. Plyn odchádza na ďalšie spracovanie, zatial čo použitý metanol z obidvoch chladičov a z etážovej kolony sa regeneruje. Najprv sa pri zníženom tlaku rekuperuje z metanolu acetylén stripovaním koncovým plynom, potom sa metanol riedi vodou na 20 %-ný roztok a z roztoku sa stripovaním odstraňuje prchavé podiely. Z odchádzajúceho plynu sa sprchováním vodou zachytávají! metanolové páry a metanolová voda sa vraeia do predchádzajúceho stupňa na riedenie metanolu. Aromáty sa oddefujú v dekantéri a konečne vodný roztok metanolu sa rektifikuje. Regenerovaný metanol, získávaný ako destilát, sa vraeia spát do procesu vypierania Cs, C4-acetylénov, propadiénu, aromátov a sírovodíka.Known is a process in which scrubbing in a tray column at a temperature of -35 ° C and a pressure of 1.5 MPa. The process gas at 35 ° C is cooled to -35 ° C in two series-connected coolers and enters the bottom of the tray. A certain amount of recovered methanol is injected into each of the coolers to prevent water from escaping from the process gas and at the same time washing off some of the aromatics. An additional amount of recovered methanol is fed to the top of the tray column, and in countercurrent contact it scrubs Cs, C4 acetylenes, propadiene, aromatics and hydrogen sulfide from the process gas. The gas is discharged for further processing, while the methanol used is recovered from both coolers and the tray. First, the acetylene is recovered from the methanol under reduced pressure by stripping with the end gas, then the methanol is diluted with water to a 20% solution and the volatiles are stripped from the solution. They are trapped from the outgoing gas by spraying with water! methanol vapors and methanol water are returned to the previous methanol dilution step. The aromatics are separated in a decanter and finally the aqueous methanol solution is rectified. The recovered methanol, recovered as a distillate, is returned to the scrubbing process for C8, C4 acetylenes, propadiene, aromatics and hydrogen sulfide.

Nevýhodou tohto postupu je skutočnosť, že na každý jeden diel metanolu, zúčastuujúceho sa vypierania Cs, Cnacetylénov, prcpadiénu, aromátov a sírovodíka v etážovej kolóne, regeneráciou prechádza přibližné 8 dielov 20 %-ného· vodného roztoku metanolu. Keďže v procese regenerácie metanolu vznikajň z nenasýtených zlúčenin polymérne látky, ktoré zanášajú a upehávajú vestavby kolón, pracujú obvykle tieto aparáty v tesnej blízkosti horných hraníc zaťaženia kvapalnou a plynnou fázou.The disadvantage of this procedure is that for each one part of the methanol involved in the scrubbing of Cs, Cnacetylenes, prpadpadene, aromatics and hydrogen sulphide in the tray, approximately 8 parts of a 20% aqueous methanol solution are recovered. Since, in the process of methanol recovery, polymeric substances are formed from unsaturated compounds that clog and collapse the columns, these apparatuses usually operate in close proximity to the upper boundaries of the liquid and gaseous phase loads.

Naproti tomu etážová kolona, v ktorej sa regenerovaným metanolom vypierajú C3, C4-acetylény, propadién, aromáty a sirovodík a ktorá musí mať značný priemer, pretože spracováva velké množstvo plynu, bývá z hladiska prietoku kvapalnej fázy (regenerovaný metanol] předimenzovaná a často sa prietok kvapaliny pohybuje pod úrovňou mlnimálneho doporučovaného množstva. Takýto stav. sposobuje vysoký' medzietážový únos kvapaliny, nízku etážová účinnost a navýše metanol, pretože má dlhú dobu zdrženia v kolóne, sa skoro nasycuje zachytávanými zložkami, takže celková účinnost ich separácie bývá malá.On the other hand, a tray column in which the recovered methanol scrubs C3, C4-acetylenes, propadiene, aromatics and hydrogen sulphide and which has a large diameter because it processes a large amount of gas, is oversized in terms of liquid phase flow (recovered methanol) and often Such a condition results in high interstage liquid carry-off, low level efficiency and, moreover, methanol, since it has a long residence time in the column, is almost saturated with the trapped components, so that the overall efficiency of their separation is low.

Ďalšou nevýhodou tohto procesu je skutočnosť, že zvýšený obsah C3, C4-acetylénov, propadiénu, aromátov a sírovodíka v procesnom plyne nemožno eliminovat zvýšením nátoku regenerovaného metanolu do vypieracej etážovej kolony, a to- kvoli kapacitně obmedzujúcim podmienkam v časti regenerácie.Another disadvantage of this process is that the increased content of C3, C4-acetylenes, propadiene, aromatics and hydrogen sulphide in the process gas cannot be eliminated by increasing the feed of recovered methanol into the scrubbing tray, due to the capacity-limiting conditions in the recovery section.

Tieto nevýhody odstraňuje postup podlá předloženého vynálezu, ktorý představuje odstraňovanie C3, Cd-acetylénov, propadiénu, aromátov a sírovodíka metanolom z procesného plynu pri výrobě acetylenu, a to takým sposobom, že vypieraciu etážová kolonu možno zafažlť metanolom až po hornú hranicu zaťaženia kvapalnou fázou, bez zvýšených nárokov na množstvo· spracovávaného metanolu v časti regenerácie.These disadvantages are overcome by the process of the present invention, which involves removing C3, Cd-acetylenes, propadiene, aromatics and hydrogen sulfide by methanol from the process gas in the production of acetylene, in such a way that the scrubbing tray can be loaded with methanol up to the upper limit of the liquid phase. without increased demands on the amount of methanol to be treated in the recovery part.

Ňa obrázku, je znázorněný postup odstraňovania C3, Cd-acetylénov, propadiénu, aromátov a sírovodíka metanolom z procesnélio plynu pri výrobě acetylénu.In the figure, a process for removing C3, Cd-acetylenes, propadiene, aromatics and hydrogen sulfide by methanol from a process gas to produce acetylene is shown.

Procesný plyn prechádza dvomi za sebou zapojenými chladičmi 1, 2, pričom sa ochladí z teploty 35 °C na teplotu —35 °C a vstupuje do spodnej časti etážovej vypieracej kclóny 3. Po přechode kolonou 3 odchádza na ďalšie spracovanie do aparátu 4. Vačšia časť metanolu z regenerácie sa privádza na hlavu kolony 3 spolu s metanolom, ktorý sem dopravuje oběhové čerpadlo 5 zo spodu kolony 3. Reguláciou na výtlačnej straně čerpadla 5 možno docieliť 1'ubovol'ne požadovaný prietok metanolu kolonou 3. Gasť studeného metanolu z výtlačnej strany čerpadla 5 sa privádza do chladiča 1, kde sa rozstrekuje do vstupujúceho procesného plynu. Tým sa zbaví procesný plyn vody a časti aromátov. Menšia část regenerovaného metanolu sa privádza do chladiča 2, kde sa rozstrekuje do vstupujúceho procesného plynu. Tým sa z procesného plynu oddělí ďalšia časť aromátov. Časť metanolu po přechode kolonou 3 sa oddeíuje, spája sa s metanolom, ktorý prešiel chladičmi 1, 2 a odchádza na regeneráciu.The process gas passes through two downstream coolers 1, 2, cooled from 35 ° C to -35 ° C and enters the bottom of the deck scrubbing chamber 3. After passing through column 3, it goes to apparatus 4 for further processing. The methanol from the regeneration is fed to the top of the column 3 together with the methanol which transports the circulation pump 5 from the bottom of the column 3. By regulating the discharge side of the pump 5, 1 'freely desired methanol flow through column 3 can be achieved. 5 is fed to cooler 1 where it is sprayed into the incoming process gas. This frees the process gas from water and some aromatics. A minor portion of the recovered methanol is fed to cooler 2 where it is sprayed into the incoming process gas. This removes another portion of the aroma from the process gas. A portion of the methanol after passing through column 3 is separated off, combined with methanol which has passed through coolers 1, 2 and goes off for regeneration.

Výhodou tohto postupu je možnost za<aženia vypieracej etážovej kolony 1'ubovol'ným množstvom metanolu bez toho·, že by sa změnili nároky na regeneráciu z híadiska jej zaťaženia metanolom. Zvýšenie prietoku metanolu vypieracou etážovou kolonou zlepšuje hydraulický režim v kolóne, znižuje medzietážový únos kvapalnej fázy, tým zvyšuje etážová účinnost a zároveň celkovú účinnost absorpcie C3, C4-acetylénov, pro248953 padiénu, aromátov a sírovodíka do· metanolu. Ďalšou výhodou tohto postupu je, že privádzanie studeného metanolu do rúrkového priestoru chladiča 1 spolu s procesným plynem zlepšuje odstraňovanie aromátov v tomto aparáte a znižuje stupeň zapolymerovávania vstupnej časti rúrkovnlce.The advantage of this procedure is that it is possible to load the scrubbing tray 1 with any amount of methanol without changing the recovery requirements in terms of its methanol loading. Increasing the methanol flow through the scrubbing tray improves the hydraulic regime in the column, reducing the interstage liquid phase abduction, thereby increasing the tray efficiency and overall absorption efficiency of C3, C4 acetylenes, pro248953 padiene, aromatics and hydrogen sulphide into methanol. Another advantage of this process is that the introduction of cold methanol into the tubular space of the cooler 1 together with the process gas improves the removal of aromatics in the apparatus and reduces the degree of polymerization of the inlet portion of the tube.

PříkladExample

Pri vypieraní podlá starého postupu, 25 000 m³ . h¹ procesného plynu (0°C, 0,1 MPa] o tlaku 1,5 MPa a teplote 35 °C sa prechodom cez dva rúrkové chladiče ochladí na teplotu —35 °C >a vstupuje do spodnej časti vypieracej klobúčikové kolony o priemere 1950 mm, ktorá má 28 etáží. Vypočítaná pracovna oblast kolony z hladiska zaťaženia kvapalinou leží v intervale 4 — 3^!3 metrov³. h^_1. 1 800 1. Ir¹ regenerovaného metanolu sa rozdělí do troch prúdov, pričom do každého rúrkového chladiča vstupuje spolu s procesným plynom 400 1. h¹ metanolu a zostávajúcich 1 000 1. h“¹ sa privádza na hlavu vypieracej klobúčikovej kolony. Metanol po přechode kolonou a výmenníkmi sa znovu spája a odchádza na regeneráciu.When washed according to the old procedure, 25 000 m ³ . h ^{1 of} process gas (0 ° C, 0.1 MPa) at a pressure of 1.5 MPa and a temperature of 35 ° C is cooled to -35 ° C by passing through two tube coolers and enters the bottom of a 1950s scrubbing column mm, having 28 trays. the calculated working area of the column in terms of the load fluid is in the range ^4-3? 3 m ^3rd h ^_1. 1800 1 ¹ Ir recovered methanol is split into three streams, wherein each of the tubular enters the cooler with the process gas 1. 400 h methanol and remaining ¹ 1,000 1 h ^"1 is fed to the head of the scrubbing bubble cap column. methanol after passing through the column and exchangers are re-combined and leaving the regeneration.

Procesný plyn před vstupom do prvého chladiča obsahoval: 510 ppm diacetylénu, 500 ppm metylacetylénu, 486 ppm vinylacetylénu, 102 ppm propadiénu, 450 ppm aromátov a 35 ppm sírovodíka. Po přechode klobúčikovou kolonou holi koncentrácie následovně: 5 ppm diacetylénu, 420 ppm metylacetylénu, 185 ppm vlnylacetylénu, 93 ppm propadiénu, 80 ppm aromátov a 5 ppm sírovodíka.The process gas prior to entering the first cooler contained: 510 ppm diacetylene, 500 ppm methylacetylene, 486 ppm vinylacetylene, 102 ppm propadiene, 450 ppm aromatics and 35 ppm hydrogen sulfide. After passing through the capsule column, the concentrations were as follows: 5 ppm diacetylene, 420 ppm methylacetylene, 185 ppm wool acetylene, 93 ppm propadiene, 80 ppm aromatics and 5 ppm hydrogen sulfide.

Pri vypieraní podta navrhovaného postupu (obrázok 1), 25 000 m³. h^_1 procesného plynu (0°C, 0,1 MPa] o tlaku 1,5 MPa a teplote 35 °C sa prechodom cez dva rúrkové chladiče ochladí na teplotu —35 °C a vstupuje do spodnej časti vypieracej klobúčikovej kolony, ktorá je rovnaká ako v predchádzajúcom případe. 1 800 1. h¹ regenerovaného metanolu sa rozdělí do· dvoch prúdov. 400 1. h^_1 regenerovaného metanolu vstupuje spolu s procesným plynom do chladiča 2 a 1 400 1. h^_1 regenerovaného metanolu sa privádza na hlavu vypieracej klobúčikovej kolony. Zo spodu kolony sa odtahuje 2 000 1 . h¹ metanolu, z toho 1 000 1. . h¹ ide na regeneráciu, 400 1. h^_1 vstupuje spolu s procesným plynom do chladiča 1 a 600 1. h¹ sa dopravuje oběhovým čerpa‘dlom naspat na hlavu kolony. 800 1. h^_1 metanolu, z toho 1 000 1. h~¹ ide na regeneráciu, 400 1. h^_1 vstupuje spolu s procesným plynom do chladiča 1 a 600 1. h ^_1 sa dopravuje oběhovým čerpadlom naspat' na hlavu kolony. 800 l.h^-1 metanolu po prejdení chladičmi ide na regeneráciu. Procesný plyn, ktorý mal před vstupom do prvého chladiča zloženie: 515 ppm diacetylénu, 496 ppm metylacetylénu, 502 ppm vinylacetylénu, 100 ppm propadiénu, 462 ppm aromátov a 37 ppm sírovodíka, obsahoval na výstupe z vypieracej kolony: žiaden diacetylén, 345 ppm metylacetylénu, 3,5 ppm vinylacetylénu, 72 ppm propadiénu, žiadne aromáty a žiaden sirovodík.When scrubbing according to the proposed procedure (Figure 1), 25 000 m ³ . h ^_1 process gas (0 ° C, 0.1 bar] at a pressure of 15 bar and a temperature of 35 ° C by passing through the two tubular cooler cooled to -35 ° C and entering the lower part of the scrubbing column, bubble cap, which is the same as in the previous case. 1 800 1 h ¹ recovered methanol is split into two streams ·. 400 1 h ^_1 recovered methanol enters along with process gas into the condenser 2 and 1. 1400 h ^_1 recovered methanol is fed to the head of the scrubbing bubble cap the column. from the bottom of the column is withdrawn 2000 1. ¹ h of methanol, of which 1 000 1. h ¹ goes to the recovery, 400 1 h ^_1 enters with the process gas in the heat sink 1 and 600 1 h ¹ is conveyed circulation 800 1 h ^{_1 of} methanol, of which 1000 1 h ~ ¹ goes to regeneration, 400 1 h ^_1 enters cooler 1 and 600 1 h ^_1 together with process gas 800 lh ^{-1 of} methanol after passing through the coolers goes to the regen The process gas having the following composition before entering the first cooler: 515 ppm diacetylene, 496 ppm methylacetylene, 502 ppm vinylacetylene, 100 ppm propadiene, 462 ppm aromatics and 37 ppm hydrogen sulfide, contained at the outlet of the scrubbing column: no diacetylene, 345 ppm methylacetylene, 3.5 ppm vinylacetylene, 72 ppm propadiene, no aromatics and no hydrogen sulfide.

Claims (3)

1. Sposob odstraňovania C3, C4-acetyíénov, propadiénu, aromátov a sírovodíka metanolom z procesného plynu pri výrobě acetylénu, pričom procesný plyn, ochladený v dvoch za sebou do série zapojených chladičoch na teplotu —35 °C, sa privádza do spodnej časti etážovej kolony, kde sa protiprúdne tečúcim metanolom z něho odstraňujú C3, C4-acetylény, propadién, aromáty a sirovodík, vyznačujúei sa tým, že část regenerovaného metanolu sa privádza spolu s procesným plynom do druhého z chladičov, zatial' čo druhá část regenerovaného metanolu vstupuje na hlavu etážovej kolony spolu s častou už použitého metanolu z dna etážovej kolony, pričom ďalšia část použitého metanolu z dna etážovej kolony sa privádza spolu s procesným plynom do prvého z chladičov a ďalšia část použitého metanolu z1. A method of removing C3, C4-acetylenes, propadiene, aromatics and hydrogen sulfide by methanol from a process gas in the production of acetylene, wherein the process gas, cooled in two successive coolers to a temperature of -35 ° C, is fed to the bottom of the tray. wherein C3, C4 acetylenes, propadiene, aromatics and hydrogen sulfide are removed from the countercurrently flowing methanol, wherein a portion of the recovered methanol is fed together with the process gas to the second cooler while the other portion of the recovered methanol enters the head of the tray column together with a portion of the already used methanol from the bottom of the tray column, the other part of the methanol used from the bottom of the tray column being fed together with the process gas to the first of the coolers and another part of the methanol used. Y N Á L E Z U dna etážovej kolony spolu s metanolom vystupujúcim z oboch chladičov odchádza na regeneráciu.Y N O L E Z The bottom of the tray column, together with the methanol leaving the two coolers, leaves for regeneration. 2. Sposob odstraňovania C3, C4-acetylénov, propadiénu, aromátov a sírovodíka metanolom z procesného plynu pri výrobě acetylénu podta bodu 1, vyznačujúei sa tým, že do druhého chladiča sa privádza spolu s procesným plynom část už použitého metanolu z dna etážovej kolony, pričom celkové množstvo regenerovaného metanolu vstupuje na hlavu etážovej kolony.2. A process for removing C3, C4-acetylenes, propadiene, aromatics and hydrogen sulfide by methanol from the process gas in the production of acetylene according to claim 1, characterized in that part of the methanol already used is fed to the second condenser together with the process gas. the total amount of recovered methanol enters the top of the tray. 3. Sposob odstraňovania C3, C4-acetylénov, propadiénu, aromátov a sírovodíka metanolom z procesného plynu pri výrobě acetylénu podta bodu 1, vyznačujúei sa tým, že do prového chladiča sa spolu s procesným plynom privádza část metanolu z regenerácie.3. A method of removing C3, C4 acetylenes, propadiene, aromatics and hydrogen sulfide by methanol from a process gas in the production of acetylene according to claim 1, characterized in that a portion of methanol from the regeneration is fed to the scrubber along with the process gas.