СПОСОБ АДСОРБЦИОННОЙ ОСУШКИ ГАЗА Российский патент 2000 года по МПК B01D53/28 B01D53/04 

Изобретение относится к переработке газа, а именно к способам адсорбционной осушки воздуха, углеводородных и инертных газов с помощью сорбентов, и может быть использовано в газовой, нефтяной, нефтеперерабатывающей и нефтехимической отраслях промышленности.

Известен способ осушки газа (Серия "Подготовка и переработка газа и газового конденсата, вып. 1, "Технология осушки сжатого газа, использованного в качестве топлива". М. : ВНИИЭгазпром, 1987, с. 20), в котором применяется гранулированный цеолит NaA, соответствующий ТУ 95-400-85. Углеводородный газ при давлении 2,0 - 5,5 МПа и при температуре 25 - 30^oC поступает в верхнюю часть адсорбера, заполненного этим цеолитом. Температура регенерации цеолита 340 - 350^oC. Насыпная плотность цеолита 0,790 - 0,860 г/см³. Осушенный газ с точкой росы не выше минус 70^oC выходит с низа адсорбера и направляется для дальнейшего использования. Максимальная динамическая влагоемкость цеолита составляет 16 мас.%.

Недостатком этого способа является невысокая адсорбционная емкость и небольшой срок службы цеолита из-за быстрого падения адсорбционной емкости.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому способу является способ осушки газов (патент Российской Федерации N 2030199, 1990 г., МКИ 6: B 01 D 53/02), включающий адсорбцию влаги гранулированным цеолитом NaA с насыпной плотностью 0,650 - 0,750 г/см³ и объемом пор 0,220 - 0,250 см³/г, причем адсорбцию осуществляют при температуре 40 - 60^oC, а последующую регенерацию насыщенного цеолита ведут продувкой нагретым газом при температуре 280 - 310^oC.

Недостатком этого способа является низкая адсорбционная емкость, небольшой срок службы цеолита из-за падения адсорбционной емкости, высокая температура регенерации.

Целью изобретения является значительное повышение экономичности процесса осушки газа за счет увеличения влагоемкости сорбента и понижения температуры его регенерации.

Поставленная цель достигается тем, что в способе адсорбционной осушки газа, включающем сорбцию влаги гранулированным твердым, пористым сорбентом и его последующую регенерацию, сорбцию осуществляют пористым сорбентом, с насыпной плотностью 0,45 - 0,55 г/см³, выполненным из сополимера стирола и дивинилбензола, поры которого предварительно насыщают до 30 - 35% их объема полиэфиром, а регенерацию сорбента осуществляют при температуре 120 - 80^oC осушенным газом или регенерированным полиэфиром при температуре абсорбции.

Осуществление в заявляемом способе сорбции пористым сорбентом, с насыпной плотностью 0,45 - 0,55 г/см³, выполненным из сополимера стирола и дивинилбензола, поры которого предварительно насыщенны до 30 - 35% объема полиэфиром и регенерации сорбента при температуре 120 - 80^oC осушенным газом или регенерированным полиэфиром при температуре абсорбции, позволило снизить энергетические затраты процесса осушки газа на 25% и увеличить цикл адсорбции на 20 - 30%.

Заявителю не известно способов осушки газа, в которых бы поставленная цель достигалась бы подобным образом.

На фигуре изображена технологическая схема установки адсорбционной осушки газа.

Установка для адсорбционной осушки состоит из адсорбера 1, работающего в режиме адсорбции, со штуцерами подачи сырого газа 2, выхода осушенного газа 3 и с размещенным в нем слоем сорбента 4, адсорбера 1', работающего в режиме регенерации, со штуцером подачи осушенного подогретого газа 3' и штуцером выхода насыщенного потока газа 2' и подогревателя осушенного газа 5.

Способ осушки газа реализуется следующим образом.

Сырой углеводородный газ подают в адсорбер 1 через штуцер подачи 2 и направляют в слой сорбента 4 с насыпной плотностью 0,45 - 0,55 г/см³, выполненным из сополимера стирола и дивинилбензола, поры которого предварительно насыщенны до 30 - 35% объема полиэфиром. Размер гранул сорбента 0,8 - 2,5 мм. Контакт газа с сорбентом ведут при температуре газа 40^oC. Осушенный газ отводят с низа адсорбера 1 через штуцер выхода осушенного газа 3 в качестве готового продукта. Регенерацию сорбента осуществляют при температуре 120 - 80^oC осушенным газом или регенерированным полиэфиром при температуре абсорбции в адсорбере 1', работающем в режиме регенерации, для чего прекращают подачу в адсорбер 1', сырого углеводородного газа через штуцер 2' и подают осушенный и подогретый в подогревателе осушенного газа 5 газ через штуцер 3', а выводят насыщенный поток через штуцер 2'. После регенерации сорбента пропускают через него сырой газ, который в адсорбер 1' подают через штуцер 2', переключая тем самым адсорбер 1' в режим адсорбции. Подобным образом осуществляют, при необходимости, регенерацию в адсорбере 1, который параллельно подключен к адсорберу 1'. Регенерацию можно проводить регенерированным полиэфиром, например, с концентрацией, равной 99 мас.%, который подают на сорбент при температуре абсорбции.

Предлагаемый способ адсорбционной осушки газа был проверен в реальных условиях.

Пример. Сырой углеводородный газ при рабочих давлениях 1,6 - 4,6 МПа и температуре газа 4 - 10^oC подают в верхнюю часть адсорбера, заполненного сорбентом, выполненным из сополимера стирола и дивинилбензола, поры которого предварительно насыщенны до 30 - 35% объема полиэфиром. Сорбент имеет насыпную плотность 0,45 - 0,55 г/см³. Линейная скорость подачи газа 0,15 - 0,2 м/с. Температуру адсорбции поддерживают на уровне 4 - 40^oC, а регенерации 120 - 80^oC. С низа адсорбера получают осушенный газ с точкой росы от минус 37,5^oC до минус 43^oC (в пересчете на давление 55 атм.) и направляют на дальнейшую переработку. Продолжительность цикла адсорбции от 20 до 40 часов. После чего переходят на режим регенерации, продолжительность цикла регенерации составляет примерно 0,5 времени абсорбции. Сорбционная емкость используемого сорбента составляет 40 - 50%, практически не изменяется в процессе работы и может использоваться в течение 3 - 5 лет. Низкая температура регенерации исключает закоксовывание пор сорбента.

Использование предлагаемого способа, адсорбционной осушки газа позволяет повысить экономичность процесса осушки газа за счет увеличения влагоемкости сорбента и понижения температуры его регенерации и увеличить срок службы сорбента за счет меньшего его испарения и более низких температур регенерации исключающих закоксовывание пор сорбента.

Изобретение относится к способу адсорбционной осушки воздуха, углеводородных и инертных газов с помощью сорбентов и может быть использовано в газовой, нефтяной, нефтеперерабатывающей и нефтехимической отраслях промышленности. Способ адсорбционной осушки газа включает сорбцию влаги гранулированным твердым, пористым сорбентом и последующую его регенерацию. Сорбцию осуществляют пористым сорбентом с насыпной плотностью 0,45-0,55 г/см³, выполненным из сополимера стирола и дивинилбензола, поры которого предварительно насыщают до 30-35% их объема полиэфиром. Использование данного изобретения позволяет повысить экономичность процесса осушки и увеличить срок службы сорбента. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ адсорбционной осушки газа, включающий сорбцию влаги гранулированным твердым, пористым сорбентом и последующую его регенерацию, отличающийся тем, что сорбцию осуществляют пористым сорбентом с насыпной плотностью 0,45 - 0,55 г/см³, выполненным из сополимера стирола и дивинилбензола, поры которого предварительно насыщают до 30 - 35% их объема полиэфиром. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что регенерацию сорбента осуществляют при температуре 120 - 80^oC осушенным газом. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что регенерацию осуществляют регенерированным полиэфиром при температуре абсорбции.