СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ ИНГИБИТОРОВ ОСУШКИ И ОЧИСТКИ ПРИРОДНОГО ГАЗА Российский патент 2003 года по МПК F17D1/02 

Изобретение относится к газоочистке и транспорту газа, и используется для восстановления высокой концентрации (регенерации) ингибиторов при осушке природного газа и очистке от кислых компонентов (сероводорода, углекислого газа и т.д.) и осушке при подготовке газа к дальнему транспорту. Ингибиторы: диэтиленгликоль (ДЕГ), триэтиленгликоль (ТЭГ), этаноламин, диэтаноламин и другие, например, в процессе осушки поглащают водяные пары из газа. Насыщение ингибиторов водяными парами приводит к снижению концентрации последних, увеличивает их расход и снижает степень осушки газа.

Известен способ восстановления высокой концентрации ингибиторов путем их нагревания в огневых регенераторах.

Недостатком этого решения является то, что в процессе регенерации происходит разложение собственно ингибитора с образованием органических кислот, увеличивающих коррозионную активность и снижающих абсорбционные свойства ингибиторов. Огневым регенераторам, т.е. печам характерна низкая эксплуатационная надежность в связи с коррозионными повреждениями, перегоранием змеевиков и отложениями на них.

Известно техническое решение регенерации ингибиторов путем нагревания ингибиторов паром из котельной для испарения влаги в десорберах.

Недостатками известного решения являются большие капитальные затраты на строительство котельных установок и эксплуатационные расходы, загрязнение окружающей среды выбросами в атмосферу продуктов сгорания и утечками химикатов, применяемых на паровых котельных установках.

Известен способ регенерации ингибиторов осушки и очистки природного газа при помощи диэтиленгликоля (ДЭГ) (см. фиг.1).

Сырой газ поступает в нижнюю секцию абсорбера 1, где происходит отделение конденсата, а в верхней части абсорбера 1 восходящий поток сырого газа контактирует с нисходящим потоком регенерированного раствора ДЭГ. Насыщенный влагой раствор ДЭГ отводится в сборник абсорбера. Цикл регенерации (восстановления) раствора заключается в его подогреве и выпарке из раствора воды. Подогрев насыщенного раствора осуществляется в теплообменнике 9, паровом нагревателе и кипятильнике, подключенном к десорберу 5, от паровой котельной установки 10. Испарившаяся влага выходит в виде паров через верхний штуцер колонны десорбера 5, а регенерированный раствор ДЭГ проходит охлаждение в теплообменнике 9 и холодильнике. Для перекачки раствора служит насос 8. Потеря раствора ДЭГ восполняется из отдельной емкости до высокой концентрации ингибитора перед его подачей в абсорбер 1. Данный способ выбран в качестве прототипа (см. Яблонский B.C. и др. "Проектирование нефтегазопроводов", Москва, Гостортехиздат, 1959, cтр.225-227, рис.79).

В известных решениях не достигается стабильности восстановления высокой концентрации ингибиторов, приводящая к нарушению процесса регенерации, что повышает точку росы газа, снижает качество подготовки газа к дальнему транспорту и увеличивает потери ингибитора на удельный объем подготовки газа.

Заявленное изобретение направлено на устранение указанных недостатков.

В изобретении решается задача улучшения управляемости процессом регенерации ингибиторов и экологической обстановки, значительного снижения капитальных и эксплуатационных затрат.

Достигаемый при этом технический результат - стабилизация восстановления высокой концентрации ингибиторов и ликвидация вредных выбросов в атмосферу.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе регенерации жидких ингибиторов при осушке и очистке природного газа после его осушки насыщенный влагой раствор ингибитора подогревают в теплообменнике, подают в подогреватель и выпаривают в десорбере, при этом интенсифицируют процесс восстановления высокой концентрации ингибитора, для чего перед выпариванием насыщенный влагой раствор ингибитора подают в теплогидрогенератор, где его нагревают до температуры, исключающей кипение и разложение ингибитора.

При этом нагрев насыщенного раствора ингибитора ведут в два этапа: на первом до 60-90^o С, а на втором до температуры на 10-15^o С ниже температуры кипения и разложения ингибитора.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена схема осушки газа диэтиленгликолем с нагревом последнего в огневой печи; на фиг.2 - то же, с нагревом в паровой котельной установке; на фиг.3 - то же, что на фиг. 1, но огневая печь заменена теплогидрогенератором; на фиг.4 - то же, что на фиг. 2, но паровая котельная установка заменена теплогидрогенератором; на фиг.5 - схема теплогидрогенератора.

Способ осуществляют следующем образом. Сырой газ в абсорбере 1 (фиг.4) контактирует с нисходящим потоком регенерированного раствора ДЭГ. Насыщенный влагой раствор ДЭГ отводится из сборника абсорбера 1 и поступает в нижнюю часть десорбера 3, подогревается и поступает на вход теплогидрогенератора 4, где в лабиринтных протоках насоса 3 и теплогидрогенератора 4 насыщенный ДЭГ нагревается до температуры, не превышающей 150^oС, после чего поступает в десорбер.

В десорбере насыщающая ДЭГ влага испаряется, а концентрированный раствор ДЭГ подается циркуляционным насосом 5 в емкость 2 и далее в абсорбер 1, где вновь контактирует с восходящим потоком сырого газа.

Согласно технологической схеме (фиг. 3) насыщенный раствор ДЭГ из абсорбера 1 через теплообменник 9, систему выветривания и фильтров подается в лабиринтную часть насоса 10 теплогидрогенератор 11, где нагревается до температуры 60-90^oС. Проходя через теплогидрогенератор 11, ДЭГ нагревается до температуры, не превышающей 150^oС. Предпочтительно нагревать насыщенный раствор ДЭГ до температуры 135-145^oС.

Нагретый до указанной температуры раствор ДЭГ подают в десорбер 1 (фиг. 3), в котором насыщающая ДЭГ влага испаряется и отводится из верхней части десорбера 5 через холодильник 6 в сборник конденсата 7, а регенерированный концентрированный раствор ДЭГ насосом 8 подают через теплообменник 9 и холодильник в абсорбер 1. В абсорбере 1 ДЭГ снова насыщается влагой, поглощая ее из сырого газа и с температурой 15-20^oС возвращается через теплообменник 9 на следующий цикл регенерации.

При регенерации ингибиторов, при осушке и очистке природного газа применяется компактный агрегат, состоящий из насоса 10 и теплогидрогенератора 11.

Агрегат состоит из электродвигателя взрывобезопасного исполнения 12, магнитной муфты 13, обеспечивающей полную герметичность и экологичность процесса регенерации ингибиторов, гидравлической части насоса 10 и дополнительной приставки теплогидрогенератора 11 (фиг.5).

Предлагаемый способ отличается от существующих решений регенерации ингибиторов осушки и очистки природного газа:
- применением для регенерации ингибиторов теплогидрогенератора;
- использованием в гидравлической части теплогидрогенератора магнитной муфты для герметизации процесса;
- обеспечением стабильности восстановления высокой концентрации ингибиторов, удовлетворяющей техническим требованиям подготовки газа к дальнему транспорту;
- экономичностью в связи с компактностью и низкими капитальными затратами на изготовление установки теплогидрогенератора, а также минимальными эксплуатационными затратами ввиду необходимости только периодического обслуживания установки;
- экологичностью способа регенерации из-за отсутствия выброса продуктов горения в атмосферу и слива химикатов.

Изобретение относится к транспорту газа и используется для восстановления высокой концентрации ингибиторов. Насыщенный влагой раствор ингибитора (РН) после абсорбера подогревают и интенсифицируют процесс восстановления ингибитора, для чего насыщенный раствор ингибитора перед его выпариванием в десорбере подают в теплогидрогенератор, где в два этапа нагревают до температуры, исключающей кипение и разложение ингибитора. Даны технологические схемы способа и рекомендации температур нагрева РН. 2 з.п.ф-лы, 5 ил.

1. Способ регенерации ингибиторов очистки и осушки природного газа (ПГ), заключающийся в подаче после осушки ПГ насыщенного влагой раствора ингибитора (РН), подогреве РН в теплообменнике, нагреве РН в подогревателе и выпаривании в десорбере с последующей подачей в абсорбер, отличающийся тем, что интенсифицируют процесс восстановления высокой концентрации ингибитора, для чего насыщенный раствор ингибитора перед выпариванием в десорбере подают в теплогидрогенератор, где нагревают до температуры, исключающей кипение и разложение ингибитора, при этом нагрев насыщенного раствора ингибитора ведут в два этапа: на первом до температуры 60 - 90^oС, а на втором до температуры на 10 - 15^oС ниже температуры кипения ингибитора. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для генерации тепла при нагреве насыщенного раствора ингибитора используют центробежное гидравлическое устройство. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что при регенерации ингибитора для получения полной герметичности теплогидрогенератора применяют магнитную муфту.