Способ очистки углеводородных смесей от кислых компонентов

Способ очистки углеводородных смесей от кислых компонентов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(51) В 01 0 53/14 .

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО делАм иЗОБРетейий и ОткРытий

/ )-.,::

ОПИСАНИЕ. ИЗОБРЕТЕНф:

Н ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

t (21) 3428957/23-26 (22) 26.04.82. (46) 07.12,83. Бюл. 9 45 (72) А.Ю.Аджиев, Г.С.Горбенко, Ю..П.Грабовский, С.Ф.Коновалова и А.М.Цыбулевский (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт по. переработке газа (53) 66.074.3(088 ° 8) (56) 1 . Коуль A.Ë., Риэенфельд Ф.С.

Очистка газа. M., Недра, 1962, с. 24.

2. Авторское свидетельство СССР, Р 762943, кл. В 01 D 53/14, 1979

,{прототип) .

{54)(57) 1. СПОСОБ ОЧИСТКИ УГЛЕВОДОРОДНЫХ СМЕСЕЙ ОТ КИСЛЫХ КОМПОНЕНТОВ путем абсорбции их алканоламинами, нанесенными на твердый носи„„SU„„1058586 A тель, с последующей регенерацией на- сыщенного поглотителя, о т л и ч аю шийся тем, что,c целью повышения производительности процесса эа счет-увеличения сорбционной ем1 кости поглотителя, алканоламин предварительно иммобилизуют на внутренней поверхности синтетического или минерального адсорбента с размером пор 80-800 Х и объемом пор 1,0-1,6 см /г °

2. Способ по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что абсобцию из газовых смесей осуществляют при объемной скорости 1000-10000 ч ", а из жидких при 10-15 ч-".

3. Способ по пп. 1 и 2, о т л и- в

Ф ч ающи и с я тем, что в качестве твердого носителя используют силикагель.

1058586

10 да 0,0013 о6.

Изобретение относится к абсорбционным методам очистки газов от кислых компонентов и может быть использовано в нефтяной, нефтехимеческой, химической и газовой отраслях промлаленчости.

Известны процессы абсорбционной очистки углеводородных смесей от кислых компонентов) в которых в качестве абсорбента используют пропиленкарбонат, дкметиловый эфир полиэтиленгликоля (ДИЭПЭГ), N — метилпирролидон, сульфолан, трибутилфосфат и др. 1).

К недостаткам таких процессов относят трудность достижения глубокой степени сьчистки и повышенную растворимость углеводородов в.абсорбентах. Присутствие углеводородов в кислых газах осложняет их последующую переработку, Кроме того, эффективность таких процессов зависит ст условий их проведения.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ очистки углеводородных газон от кислых компонентов, в котором в качестве абсорбента используют раствор диэтаноламнна с концентрацией 70-98%, причем абсорбент нанесен в виде пленки на твердый носитель. В качестве твердого носителя используют кварцевый песок, природный цеолит (клнноптилолит), кирпич (2 ), Известный спссоб характеризуется малым количеством абсорбента в единице объема аппарата, что затрудняет использование этого способа в промышленном масштабе для очисткй больших. количеств газа или газов, содержащих более 0,05 об.Ъ Н 5, невозможностью использования для очистки сжиженных и жидких углеводородных фракций н низкими допустимыми линейнымискоростями газовых и жидких потоков, определяемыми срывом пленки абсорбента с поверхности твердого носителя.

Таким образом, применение известного процесса связано с высокими капитальными вложениями в процесс очистки. Одновременно малое количество абсорбента, нанесенного в виде пленки на поверхность твердого носителя, по сравнению с общей массой сорбента, используемой для очистки газа, ведет на стадии регенерации к высоким удельным энергетическим затратам на нагрев и охлаждение твердого носителя.

Целью изобретения является повышение производительности процесса за счет увеличения сорбционной емкости поглотнтеля.

Поставленная цель достигается м, что согласно способу очистки

60 углеводородных смесей от кислых компонентов путем абсорбции их алканоламинами, нанесенными на твердый носитель, с последующей регенерацией насыщенного поглотителя, алкано- ламин предварительно иммобилиэуют на внутренней поверхности синтетического или минерального адсорбента с размером пор 80-800 А и объе,мом пор 1 0-1,6 см 3/r.

При этом абсорбцию из газовых смесей осуществляют при объемной скорости 1000 -10000 ч ",а иэ жидких при .10-50 .ч"" .

Кроме того, в качестве твердого носителя используют силикагель.

Нанесение поглотительного раствора на внутреннюю поверхность сорбента позволяет существенно увеличить (в 20-30 раз по сравнению с прототипом) количество поглотительного раствора в единице объема аппарата и одновременно аа счет предотвращения срыва пленки с поверхности сорбента значительно увеличить объемные скорости газовых и жидких смесей.

Все это приводит к увеличению производительности, уменьшению объема сорбента и.габаритов. аппаратов, применяемых для очистки, а следовательно, и снижению энергетических затрат на стадии регенерации сорбента. Кроме того, иммобилизация погло« тителя на поверхности твердого адсорбента вызывает увеличение в 5-35 раз поглотительной емкости эа счет эффективного воздействия активной поверхности адсорбента на границе раздела фаз с раствором алканоламина.

П р и м е,р 1. Оценку эффективности предложенного процесса очистки нефтяного газа от сероводорода проводят сравнением его с прототипом. Для этого в качестве сорбента используют силикагели марок: CX-423, СХ-421, СХ-424, КСК-1, предварительНо обезвоженные прокаливанием при 250 о С, на внутренней поверхности каждого иэ которых иммобилиэован раст;вор алканоламина (моноэтаноламин-MÇA, диэтаноламин — ДЭА, ИЭА и ДЭА соответственно), непосредственно в адсорбере (см. табл. 1).

Гаэ состава, об. Ъ: N 0 06;

СО Оу63; HgS O,г12; Сйд 81у42; направляют в адсорбер диаметром

20 мм, в который загружено 30 см сорбента. Очищенный газ сбрасывают

s атмосферу. Процесс очистки продолжают до появления эа слоем проскоковой концентрации сероводороРезультаты опытов сведены в табл. 1.

1058586

Т а б л и ц а 1

Абсорбент

Адсорбент

Размер пор, A

Объем

n ор, см /г.

Концентрация абсорбента в поглотительном растворе

Количество поглотительного раствора, вес. В

Поглотительная емкость, вес. Ъ

Объемная скорость газа, Клиноптилолит (по прототипу)

Силикагель

СХ-423

Силикагель СХ-421

Силикагель СХ-424

Силикагель КСК М 1

0 51

1000

280 1,54

3,0

10000

10

МЭА

1000

5,2

40

500 1,57

790 1,3

l9 1

5000

60

МЭА

80 100 1,1

9,3

2000

9.0

ДЭА

3,84

1,34

Способ

Показатели предлагаемый прототип

256000

256000

360

Пример 2. Очистку смеси жидких углеводородов (газового бензина) проводят в аппарате непрерывного действия с мешалкой объемом 3 л. Газовый бензин (фракция

35-87 С) имеет следующий состав, мас. В;

С Н„ 3,83

С5 Н „1 45,36

С„н„„ 32, 07

С1Н 16 8,81

Метилциклопентан

Циклогексан

Диметилциклогексан 0,56

Бензол 3,93

Толуол 0,25

Сероводород 0,1 15%-ный раствор МЭА иммобилизован на сорбенте CX-423.

Опыт проводят при следующих условиях:

Температура, ОC 26

Давление Nfl 0tl

Число оборотов мешалки, об/мин 120

Объем сорбента, см 500

Объемная скорость, ч- -10

Остаточное содержание сероводорода в очищенном газовом бензине, Затраты тепла на десорбцию

Н S ккал

Объем адсорбента, м

25 определяемое. ламповым методом, равно 0,02 мас. %.

Пример 3. Опыт проводят в том же аппарате, что и в примере 2.

В сосуд загружают сырую нефть после второй ступени сепарации, полученную с НГДУ Бавлынефть с содержанием сероводорода 0,05 мас, Ф, и сорбент (СХ-421, пропитанный 40%-ным раствором ДЭА, степень пропитки 40%)

35 в соотношении,50:l..

Условия проведения опыта:

Температура, ОС 50

Давление, МПа 0,1

Число оборотов ме4Q шалки, об/мин 80

Объем сорбента, см . 500

Объемная скорость, ч 50

Содержание сероводорода в очищен45 ной нефти, определяемое ламповым методом, 0,02 мас. Ъ.

Результаты испытаниЯ, приведенные в табл. 2, подтверждают увеличение в 5-35 раз поглотительной способности сорбента по сравнению с прототипом, возможность применения объемных скоростей газа, в 10 раз превышающих допустимые технояогией прототипа, а также возможность эффективного применения для очистки жидких углеводородов.

Т а б л и ц а 2

1058586

Продолжение табл.2

Способ

Показатели предлагаемый прототип

Насыпной вес, кг/л

0 i 3

1 6

Масса адсорбента, кг

3600

56000

72000

1120000

1360000

328000

Анализ расхода тепла на регенерацию по предлагаемому и известному 20 способам, проведенный для установки очистки газа содержащего 0,3% Н28, производительностью 100 мпн.нм /год,с продолжительностью цикла очистки и регенерации, равной 8 ч,показал, что энерго- 25 затраты на процесс сокращаются в 6 раз.

Состава ель Е. Корниенко

Техред С.Мигунова КорректорA. Тяскб

Редактор М.Бандура

Заказ 9643/4

Tèðàæ 688

BHgHOH Гасударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Затраты тепла на нагрев сорбента, ккал

Общее количество тепла на регенерацию, ккал

Затраты на проведение очистки по предлагаемому способу снизились эа счет уменьшения в 20-30 раз размеров аппарата и количества адсорбента, а также. за счет снижения энергетических затрат на стадии регенарации абсорбента.