198632. lajstromszámú szabadalom • Eljárás széndioxid gáz elválasztására gázkeverékből
3 HU 198632 B 4 Azért, hogy ezt a veszteséget megszüntessük és különösen azért, hogy a találmány szerinti eljárást viszonylag csekély CO2-tartalom esetén is kedvező körülmények között tudjuk elvégezni, továbbfejlesztettük a találmányt, és az első felbontási lépés fejtermékéból elválasztottuk az összes CÖ2-t és ismét visszavezettük a felbontandó gázelegybe. Ezáltal nemcsak egy szén-dioxidmentes 1-2 szénatomos szénhidrogén-frakciót állítottunk elő, hanem a 2 szénatomos szénhidrogén mennyiségének 2,5-szeres szén-dioxid visszavezetésével CO2 dúsúlást idéztünk elő, amely végülis magas C02-tartalomhoz vezetett és így az első felbontási fokozatban a fenékről leszivatható a tisztítatlan gázban lévő CO2. Az első szétbontási fokozat fejtermékéből a CO2 leválasztást tetszés szerinti módon végezhetjük el, például mosással vagy membrános elválasztási eljárással. A találmány szerint az első felbontási fokozatban a CO2/2 szénatomos szénhidrogén azeotropot a CO2 oldalról közelítjük meg. A felbontás olyan hőmérsékleten történik, amely az ismert Ryan-Holmes eljárásnál az első felbontási fokozatban uralkodó hőmérséklet felett van. Az első felbontási fokozatban beadagolt tisztítatlan gáz mennyiségét a találmány szerinti eljárásban olcsón elérhető hőmérsékletre, kb. -5 - -20 °C-ra, előnyösen -10 - - -15 °C-ra, lehűtjük. Csak az adott esetben ezt kővető 1 szénatomos/2 szénatomos szénhidrogén szétválasztásnál szükséges alacsonyabb hőmérséklet. Itt azonban mér a lehűtendő gázmennyiség jelentősen kevesebb, mivel a C02-t ekkorra már leválasztottuk és ennek következtében ezt már nem kell lehűteni. így a folyamathoz szükséges hűtőteljesítmény jelentősen lecsökken. A találmány szerinti eljárás előnyös továbbfejlesztésénél az első felbontási fokozatban a fejtermékben a COz/2 szénatoraos szénhidrogén mólarányt legalább 2:l-re állítjuk be. Ennek az eljárási módnak a fizikai alapja, hogy az első felbontási fokozatnál a fejben az összetétel a CO2/2 szénatomos szénhidrogén azeotrop CO2 oldaléra tolódik el. Mivel a fejtermék CO2-tártál mának a lehető legkevesebbnek kell lennie, hogy itt a CO2 veszteség a lehető legkisebb legyen és azért, hogy adott esetben az ezt követő COz-leválasztást megkönnyítsük, ezért a CO2/2 szénatomos szénhidrogén mólarányt legfeljebb 3,5:l-re állítjuk be. A találmány szerint az első felbontási fokozat fenéktermékét egy második felbontási fokozatban 0-30 °C-on és 28-58 bar nyomáson C02-frakcióra és C3t-szénhidrogén-frakcióra bontjuk. Ez a lépés előnyős, mert a találmány szerinti eljárás továbbfejlesztése alapján ez a második felbontási fokozat két egymást követő desztillációt ölel fel, az első desztillációban a CO2 egy részét, valamint a maradék CO2-L és a C3«-szénhidrogént tartalmazó frakciót állítjuk elő és a CO2/C3*-8zénhidrogén-frakciókat a második desztillácíóban CO2- és Cai-szénhidrogén frakcióra bontjuk. Ez az eljárás gazdaságilag ésszerű, különösen, ha az első felbontási fokozatban a fenékterméknek magas a C02-tartalma, azaz nagyságrendben 90 mól%-nál több. A találmány szerinti eljárás megfelelő C02-ban gazdag gázok feldolgozására, azaz olyan gázokhoz, amelyekben a C02-tartalom több mint 5 mól%, különösen 25 mólX-nál magasabb C02-tartalmú gázokhoz, és különösen előnyős a 40 mólX-nál vagy az 50 mólX-nál tóbb C02-t tartalmazó gázoknál. A C02-tartalom lehet nagyon magas, például elérheti a gázelegy 95 mól%-át is. Az eljárás megfelel olyan gázelegyek feldolgozására, amelyeknek C02-tartalma ingadozik, például egy kezdeti viszonylag alacsony C02-értékről magas CO2- -tartalomra emelkedik. A találmány szerinti eljárás lefolytatására szolgáló készülék olyan első felbontási fokozatot tarlalmaz, amely a tisztítatlan gáz vezetékéhez csatlakozik és amelyhez fej- és fenéktermék lecsapolására szolgáló vezetékek csatlakoznak, azzal jellemezve, hogy a fejtermék lecsapolására szolgáló vezeték egy CO2- -leválasztó berendezésbe torkollik. A leválasztó berendezés előnyösen féligáteresztő membránt tartalmaz. A találmányt, valamint a találmány további sajátosságait egy vázlatosan ábrázolt kivitelezési példával szemléltetjük. (1. ábra) Az ábra a találmány szerinti eljárás folyamatábrája. Az 1. tisztiLaLlan gázelegy, amely például egy tercier olajkinyerésből származik, a következő jellegzetes adatokkal rendelkezik: CO2 92 mol% CH4 2 mol% C2H6 2 mol% C'3+ 4 mol% H2S+N2 kevesebb, mint 0,1 mol% hőmérséklet 303 K=30 °C nyomás 1 bar A tisztítatlan gázban levő kén-hidrogént a 2 Stretford-mosóval eltávolítjuk és egy 3 vezetékkel elvezetjük. A visszamaradó kénhidrogénmentes tisztítatlan gézt összekeverjük a COz-dal, amelyet a 18 vezetéken továbbítunk. Ezután a tisztítatlan gázt a 4 kondenzátorban kb. 40 bar nyomásra sűrítjük és hűtőben, valamint a 6 hőcserélőben lehűtjük. A gázelegyet most bevezetjük az első 7 felbontó oszlopba. A 7 felbontó oszlop fejében a hőmérsékletet kb. -10 - -13 °C-ra állítjuk be. A hőmérséklet így magasabb annál a hőmérsékletnél, amelynél a CO2 szilárd kiválása végbemegy (kb. -16 °C). A fejben a CO2/2 szénatomos szénhidrogén mólaránya kb. 2:9, azaz az azeotrop arány szén-dioxid oldalán van. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
