198632. lajstromszámú szabadalom • Eljárás széndioxid gáz elválasztására gázkeverékből
5 HU 198632 B 6 A 7 felbontó oszlopban folyékony fenéktermék keletkezik, amelyet a 8 vezetéken viszünk el. Ezt a fenékterméket a követkézé adatokkal jellemezzük: COz 96 molX C3» 4 molX Cz kevesebb, mint 0,1 molX hőmérséklet 280 K = 7 °C nyomás 40 bar A fenéktermék egy részét a 9 forralóban felmelegitjük és visszavezetjük a felbontó oszlopba. A 7 felbontó oszlop fejéből elvezetjük a 10 vezetéken a gázhalmazóllapotú fejterméket, amely az 1 és 2 szénatomos szénhidrogéneket, valamint a COz egy részét tartalmazza. Az összetétel: CO2 55 mol% CH4 25 molX C2H6 19 moI% N2 kevesebb, mint 1 molX hőmérséklet 259 K = -14 °C nyomás 40 bar A C02-mennyiség független a tisztítatlan gázban levő CO2 mennyiségtől és függ az oszlop fejében található CO2/2 szénatomos szénhidrogén mólarányon keresztül a lisztitatlan gázban levő 2 szénatomos szénhidrogén mennyiségtől. A fejterméket a 11 hűtőben lehűtjük és az ennek során részben cseppfolyósodik. A kondenzátumot a 12 leválasztóban leválasztjuk és refluxként a 13 vezetéken visszavezetjük a 7 felbontó oszlopba. A gázhalmazállapotú részt a 6 hőcserélőben felmelegítjük és ezután a 15 diffúziós berendezésbe vezetjük, amely féligáteresztő membránt tartalmaz. Diffúzióval leválasztjuk a fejtermékben levő szén-dioxidot és elvezetjük a membrán áteresztő oldalán a 18 vezetéken. Mivel, mint ahogy már említettük, a 14 vezetékben az összes gázmennyiség a tisztítatlan géz változó szén-dioxid-tartalma esetén is állandó, ezért a 15 diffúziós berendezés méretezésénél nem adódnak nehézségek. A 19 hőcserélőben történő felmelegítés után a szén-dioxidot visszavezetjük az 1 tisztítatlan gázhoz. Különösen a tisztítatlan gázelegy ingadozó és alacsony C02-tartalma esetén biztonságos, hogy a CO2/2 szénatomos szénhidrogén mólarányt az első 7 felbontó oszlopban állandóan az azeotrop pont felett tartjuk. A közel szén-dioxidmentes frakciót a 16 hűtőben lehűtjük és a második 17 felbontó oszlopba vezetjük. Ennek a frakciónak a jellemző adatai a következők: CH4 52 molX C2H6 44 molX N2 2 molX CO2 2 molX hőmérséklet 280 K = 7 °C nyomás 40 bar A 17 felbontó oszlopban történik az 1 szénatomos szénhidrogénfrakcióra bontás, a terméket a fejből a 22 vezetéken keresztül 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 távolítjuk el, és itt keletkezik a 2 Bzénatomos szénhidrogén-frakció, amelyet a 20 vezetéken távolítunk el a fenékről. A fejterméket a 23 hűtőben lehűtjük és részlegesen cseppfolyósítjuk. A kondenzátumot a 24 leválasztóban elválasztjuk és a 25 vezetéken refluxként visszajuttatjuk a 17 felbontó oszlopra. A gázhalmazállapotban visszamaradt 1 szénatomos szénhidrogént elvezetjük a 26 vezetéken. A fenéktermék egy részét elkülönítjük a 20 vezetékkel és miután felmelegítettük a 21 forralóban, visszavezetjük a 17 felbontó oszlopba. A 7 felbontó oszlop folyékony fenéktermékét további felbontás céljából a 27 felbontó oszlopba juttatjuk. Ebben az oszlopban a fejnél leválasztjuk a szén-dioxid egy részét. A 30 vezetéken eltávolított CŰ2-t a 31 hűtőben lehűtjük és vagy részben, vagy teljesen cseppfolyósítjuk. Részleges kondenzáció esetén a gázhalmazállapotban visszamaradó részt a 32 leválasztóban leválasztjuk, miközben a folyékony részt részben refluxként visszajuttatjuk a 27 felbontó oszlopra. Teljes kondenzáció esetén a cseppfolyósított kb. 99,8% tisztaságú C02-t eltávolítjuk a 33 vezetéken. Ezt, például a 34 pumpával komprimáljuk és a tercier olajkinyerésnél a fúrólyukba visszapumpáljuk. A felbontó oszlop iszapjában a 28 folyadékelegyel kapjuk meg, az elegy jellemző adatai a következők: CO2 50 molX C3+ 50 molX CzHs kb. 0.01 molX hőmérséklet 294 K = 21 °C nyomás 35 bar. A folyadék egy részét visszavezetjük a 29 forralón keresztül a 27 felbontó oszlopra, a maradékot egy másik 35 felbontó oszlopba juttatjuk, ahol a fejnél elválasztjuk, a maradék C02-t a 38 vezetéken keresztül a Cj+-frakciótól, melyet a 36 vezetéken továbbítunk. A kb. 99,5X tisztaságú C02-t tartalmazó fejterméket a 39 hűtőben lehűtjük és vagy részben, vagy teljesen cseppfolyósítjuk. Teljes cseppfolyósltásnál a 40 tartályból a folyadék egy részét refluxként visszajuttatjuk a 35 oszlopra és a maradékot termékként a 41 vezetéken keresztül a 33 vezeték folyékony frakciójához továbbítjuk. A 36 vezeték folyékony fenéktermékének egy részét, amely kb. 99,9 molX C»t-szénhidrogént tartalmaz, visszajuttatjuk a 37 forralón keresztül a 35 felbontó oszlopba, miközben a maradékot eltávolítjuk. A két egymást követő 27 és 35 felbontó oszloppal végzett 8 frakcióra bontás azért gazdaságos, mert a COz-tartalom magasabb, mint 90X. Alacsonyabb COz-tartalom esetén az elválasztást egyfokozatban is elvégezhetjük. 5
