ОСУШИТЕЛЬ ГАЗОВЫХ СМЕСЕЙ Российский патент 2000 года по МПК B01D53/28 

Изобретение относится к области осушки газов и паров жидкими осушителями и может быть использовано в нефтяной, газовой и химической промышленности.

Известен абсорбент для осушки и очистки природного газа, представляющий собой смесь диалкиловых (диметиловых) эфиров полипропиленгликолей и содержащий 2-15% воды (Пат. США N 3837143, B 01 D 53/14, 1973). Недостатками этого абсорбента являются малая эффективность осушки - точка росы осушенного газа плюс 4^oC - плюс 5^oC, и большая растворимость в нем газа - 25-30% об.

Известен осушитель газовых смесей, включающий в свой состав этиловые эфиры ди-; три- и тетраэтиленгликолей, а также диэтиленгликоль (ДЭГ) и триэтиленгликоль (ТЭГ) (А.с. СССР N 581618, B 01 D 53/16, 1976). Основным недостатком данного осушителя является невысокая осушающая способность - точка росы осиленного газа составляет всего минус 14^oC, a депрессия 20^oC. Кроме того, абсорбент имеет недостаточно низкую температуру замерзания - минус 27 - минус 38^oC, что ограничивает применение этого осушителя при низких температурах контакта.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является осушитель газовых смесей (ЭТ-1), в состав которого в основном входит смесь моноэтилового эфира триэтиленгликоля с диэтиленгликолем (Экспресс информация. Серия: "Эксплуатация, ремонт, защита от коррозии оборудования и сооружений". М., 1985 г., вып. 2., стр. 1-4).

ЭТ-1 используют при температурах контакта от плюс 20^oC до минус 20^oC - минус 40^oC.

Основными недостатками ЭТ-1 являются сравнительно невысокое сродство к воде, высокая температура застывания - минус 36^oC, а также высокая стоимость вследствие сложной и энергоемкой технологии производства и высокой стоимости этилового спирта, идущего на получение эфиров триэтиленгликоля.

Предлагаемое изобретение решает задачу повышения эффективности осушки газовых смесей за счет повышения сродства к воде осушителя, снижения его стоимости, расширения температуры контакта и других эксплуатационных свойств.

Это достигается тем, что осушитель содержит смесь монометиловых эфиров олигоэтиленгликолей формулы CH₃O (CH₂CH₂О)_mH, где m - целое число 2-8, средней молекулярной массы 175-200, следующего состава, мас.%:
CH₃O(CH₂CH₂O)₂H - 2 - 20 (МЭ2Г)
CH₃О(CH₂CH₂О)₃H - 30,8 - 42 (МЭ3Г)
CH₂O(CH₂CH₂О)₄H - 21 - 31 (МЭ4Г)
CH₃O(CH₂CH₂O)₅H - 10 - 16 (МЭ5Г)
CH₃O(CH₂CH₂O)₆H - 2 - 8 (МЭ6Г)
CH₃O(CH₂CH₂O)₇H - 1 - 7 (МЭ7Г)
CH₃O(CH₂CH₂O)₈H - 0,5 - 2 (МЭ8Г)
Осушитель характеризуется высоким сродством к воде, причем с понижением температуры контакта с газом это сродство повышается.

Вследствие малой вязкости и низкой температуры застывания (минус 60^oC - минус 68^oC возможно снижение температуры контакта до минусовых значений - минус 15^oC - минус 25^oC. В осушителе хорошо растворяются тяжелые углеводороды, особенно ароматические, сероводород, меркаптаны, двуокись углерода и другие, что способствует наряду с осушкой, очистке газовых смесей, например, природного газа, от вредных примесей. Насыщенный осушитель легко регенерируется даже методом простой перегонки, он термически устойчив и т.д.

Предлагаемый осушитель дополнительно содержит диэтиленгликоль (ДЭГ) и триэтиленгликоль (ТЭГ). В случае использования в качестве осушителя смеси монометиловых эфиров олигоэтиленгликолей с диэтиленгликолем и триэтиленгликолем содержание последних составляет 30-50 мас.%. Эти смеси имеют пониженную вязкость, низкую температуру замерзания по сравнению с диэтиленгликолем и триэтиленгликолем.

Осушитель получают путем полиприсоединения окиси этилена к метанолу или его низшим эфирам - метилцеллозольву, метилкарбитолу или смесям метанола с этими эфирами, или смесям этих эфиров при мольном соотношении метанол: окись этилена равном 2,5 - 3,5^oC1 в присутствии основных катализаторов с последующей вакуумной ректификацией реакционной смеси и получением целевого продукта в кубовом потоке. В таблице приведены сравнительные данные, характеризующие свойства предлагаемого осушителя, его смеси с ДЭГом и ТЭГом и осушителя ЭТ-1.

Пример 1.

Осушитель состава, мас.%: МЭ2Г - 8,6; МЭ3Г - 39,7; МЭ4Г - 26,3; МЭ5Г - 14,6; МЭ6Г - 6,9; МЭ7Г - 2,9; МЭ8Г - 0,9 с влажностью 0,1%, имеет температуру застывания минус 62^oC и осушает газ, содержащий мас.%: метан 59; азот 18; окись углерода 18; кислород 1,5; непредельные углеводороды 0,5; влага 2,5 г/м³ до точки росы минус 32^oC при температуре контакта газ осушитель + 20^oC.

Пример 2.

Осушитель состава, мас.%: МЭ2Г - 2,0; МЭ3Г - 39,4; МЭ4Г - 30,5; МЭ5Г - 16,0; МЭ6Г - 7,9; МЭ7Г - 3,3; МЭ8Г - 0,8; H₂O - 0,1 имеет температуру застывания минус 61^oC и осушает газ состава, мас.%: H₂ - 71,2; CH₄ - 1,25; C₂H₆ - 0,58; C₃H₈ - 6,01; O₂ - 5,98; N₂ - 20,98; H₂О = 1300 ppm; NH₃ - 2660 ppm при температуре контакта газ - осушитель 0^oC, давление 1,47 МПа. Расход газа 53 л/ч, расход осушителя 80 мл/ч. Получили газ с точкой росы минус 52^oС, содержащий 21 ppm NH₃.

Пример 3.

Природный газ, содержащий - 92 мас.% CH₄; 1240 мг/м³ H₂S и имеющий точку росы 7,5^oC обрабатывают осушителем следующего состава, мас.%: МЭ2Г - 17,8; МЭ3Г - 30,8; МЭ4Г - 25,4; МЭ5Г - 15,1; МЭ6Г - 7,3; МЭ7Г - 2,5; МЭ8Г - 1,0; H₂O = 0,09. Процесс осушки вели в колонне диаметром 2 м с числом колпачковых тарелок равное 8 при температуре 15^oC, давлении 4,5 МПа. Получили газ с точкой росы минус 31^oC, содержащий 11 ppm H₂S.

Пример 4.

Осушитель состава, как в примере 2, осушает природный газ состава, как в примере 3, при температуре контакта минус 6^oC до точки росы минус 45^oC и до точки росы минус 55^oC при температуре контакта минус 12^oC.

Содержание H₂S снижено до 5 ppm и 4 ppm соответственно.

Пример 5.

Осушитель состава, мас.%: МЭ2Г - 8,6; МЭ3Г - 39,6; МЭ4Г - 26,4; МЭ5Г - 14,4; МЭ6Г - 7,0; МЭ7Г - 3,0; МЭ8Г - 0,8; H₂O - 0,1 смешивают с диэтиленгликолем до его содержания в осушителе 50 мас.%. Данный осушитель имеет температуру застывания минус 60^oC, осушает природный газ с точкой росы 6,5^oC при температуре контакта 16^oC до точки росы минус 30^oC.

Пример 6.

Осушитель состава, как в примере 5 смешивают с триэтиленгликолем до его содержания в осушителе 50 мас.%. Данный осушитель имеет температуру застывания минус 70^oC, осушает природный газ с точкой росы 6,5^oC при температуре контакта 16^oC до точки росы минус 35^oC.

Изобретение предназначено для осушки газов и паров жидкими осушителями и может быть использовано в нефтяной, газовой и химической промышленности. Осушитель газовых смесей на основе алкиловых эфиров этиленгликолей содержит смесь монометиловых эфиров олигоэтиленгликолей формулы CH₃O-(CH₂CH₂O)_mH, где m - целое число 2 - 8, средней молекулярной массы 175 - 200, следующего состава, мас.%:
CH₃O(CH₂CH₂O)₂H - 2 - 20
CH₃O(CH₂CH₂O)₃H - 30,8 - 42
CH₃O(CH₂CH₂O)₄H - 21 - 31
CH₃O(CH₂CH₂O)₅H - 10 - 16
CH₃O(CH₂CH₂O)₆H - 2 - 8
CH₃O(CH₂CH₂O)₇H - 1 - 7
CH₃O(CH₂CH₂O)₈H - 0,5 - 2.

Осушитель может содержать 30 - 50 мас.% диэтиленгликоля или триэтиленгликоля. Данный осушитель имеет пониженную вязкость, низкую температуру замерзания. 1 з.п.ф-лы, 1 табл.

1. Осушитель газовых смесей на основе алкиловых эфиров этиленгликолей, отличающийся тем, что он содержит смесь монометиловых эфиров олигоэтиленгликолей формулы CH₃O-(CH₂CH₂O)_mH, где m - целое число 2 - 8, средней молекулярной массы 175 - 200, следующего состава, мас.%:
CH₃O(CH₂CH₂O)₂H - 2 - 20
CH₃O(CH₂CH₂O)₃H - 30,8 - 42
CH₃O(CH₂CH₂O)₄H - 21 - 31
CH₃O(CH₂CH₂O)₅H - 10 - 16
CH₃O(CH₂CH₂O)₆H - 2 - 8
CH₃O(CH₂CH₂O)₇H - 1 - 7
CH₃O(CH₂CH₂O)₈H - 0,5 - 2
2. Осушитель газовых смесей по п.1, отличающийся тем, что он содержит 30 - 50 мас.% диэтиленгликоля или триэтиленгликоля.