КОМПОЗИЦИЯ И СПОСОБ ДЛЯ ДЕГИДРАТАЦИИ ГАЗОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ ГЛИКОЛЯ, ИМИДАЗОЛЬНОГО СОЕДИНЕНИЯ И НЕОБЯЗАТЕЛЬНОЙ ДОБАВКИ Российский патент 2021 года по МПК B01D53/28 

Область техники

Настоящее изобретение относится к композиции и способу ее применения для сушки газовых потоков, в частности потоков природного газа, где композиция содержит гликоль, предпочтительно триэтиленгликоль, и имидазольное соединение. Указанные композиции триэтиленгликоля особенно подходят для обезвоживания газовых потоков, содержащих воду.

Уровень техники

Газы, такие как природный газ, обычно содержат различное количество водяного пара. Желательно, чтобы водяной пар не попадал в трубопровод для природного газа. Присутствие водяного пара нежелательно, так как водяной пар может приводить к коррозии труб и вызывать коррозию и блокировку клапанов и соединительных частей в системах газопроводов. Кроме того, даже относительно небольшие количества воды или влаги могут замерзать и блокировать трубопровод, в результате чего поток полностью останавливается или по меньшей мере в значительной степени ограничивается.

Обычным способом удаления влаги из газовых потоков, таких как природный газ, является использование блока дегидратации газа, в котором применяют гликоль в качестве растворителя. В указанном блоке влажный газ приводят в контакт с раствором сухого осушителя, такого как гликоль, на стадии абсорбции для удаления воды. Обычно в качестве гликоля используют триэтиленгликоль (ТЭГ), реже другие гликоли, такие как диэтиленгликоль (ДЭГ) или этиленгликоль (ЭГ). Затем обогащенный гликоль (т.е. гликоль, содержащий воду) направляют для обработки в способе реконцентрирования или регенерации, который, как правило, включает применение ребойлера, в котором поглощенную воду испаряют и удаляют, тем самым появляется возможность повторного использования регенерированного гликоля.

Однако в этом случае возникает сложная проблема, заключающаяся в том, что простой нагрев осушителя может не обеспечивать удаление достаточного количества воды. Эффективность сушки газа зависит от содержания остаточной воды в регенерированном дегидратирующем агенте. Повышение температуры во время регенерации приводит к испарению большего количества влаги, но использование избыточного нагрева также ускоряет разрушение дегидратирующего агента за счет образования продуктов пиролиза. Эти продукты пиролиза, в свою очередь, дополнительно уменьшают эффективность дегидратирующего агента.

Кроме того, из указанных продуктов пиролиза могут образовываться кислоты, что может создавать проблемы, связанные с коррозией блоков дегидратации газа. Для борьбы с коррозией композиции осушителя могут содержать ингибиторы коррозии, такие как алканоламин. В качестве алканоламинов используют, например, моноэтаноламин, диэтаноламин, триэтаноламин и т.д. Тем не менее, алканоламины могут быть летучими и/или термически нестабильными при температурах дегидратации в ребойлере.

Таким образом, сохраняется необходимость в растворе осушителя с улучшенной термической стабильностью, обладающем свойствами ингибирования коррозии.

Краткое описание изобретения

Настоящее изобретение представляет собой указанную дегидратирующую композицию и способ для удаления воды из газового потока, содержащего воду, с применением композиции для дегидратации газов, содержащей, состоящей по существу из или состоящей из: i) гликоля, предпочтительно моноэтиленгликоля, диэтиленгликоля, тетраэтиленгликоля, монопропиленгликоля, дипропиленгликоля, трипропиленгликоля, тетрапропиленгликоля или глицерина, более предпочтительно триэтиленгликоля; ii) имидазольного соединения, имеющего формулу:

где R₁ представляет собой H или разветвленную или линейную алкильную группу, содержащую от 1 до 20 атомов углерода, гидроксиалкильную группу, содержащую от 1 до 20 атомов углерода, или аминоалкильную группу, содержащую от 1 до 20 атомов углерода, или полиоксиалкильную группу, R₂, R₃ и R₄ независимо представляют собой H или разветвленную или линейную алкильную группу, содержащую от 1 до 20 атомов углерода, гидроксиалкильную группу, содержащую от 1 до 20 атомов углерода, или аминоалкильную группу, содержащую от 1 до 20 атомов углерода, предпочтительно R₂, R₃ и R₄ независимо выбраны из H или разветвленной или линейной алкильной группы, содержащей от 2 до 4 атомов углерода, гидроксиалкильной группы, содержащей от 2 до 4 атомов углерода, или аминоалкильной группы, содержащей от 2 до 4 атомов углерода, и (iii) необязательно дополнительной добавки, выбранной из карбоксилата щелочного металла, одного или более дополнительных гликолей, отличных от (i), алканоламина, фосфатной кислоты, соли фосфатной кислоты, боратной кислоты, соли боратной кислоты, подсластителя, улучшителя вязкости при низкой температуре, ингибитора коррозии, противопенного агента или их смесей.

В одном из вариантов реализации настоящего изобретения в имидазольном соединении, описанном выше в настоящем документе, R₁ представляет собой полиоксиалкильную группу, имеющую формулу:

-(R₅-O)_n-R₆

где R₅ представляет собой алкиленовую группу, содержащую от 1 до 6 атомов углерода, R₆ представляет собой Н или линейную или разветвленную алкильную группу, содержащую от 1 до 20 атомов углерода, и n равен от 1 до 10.

В предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения в имидазольном соединении, описанном выше в настоящем документе, R₂, R₃ и R₄ представляют собой Н, R₅ представляет собой этилен, n равен 4, и R₆ представляет собой метил.

В предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения в имидазольном соединении, описанном выше в настоящем документе, R₁, R₃ и R₄ представляют собой Н, и R₂ представляет собой метил.

Один из вариантов реализации настоящего изобретения представляет собой способ удаления воды из газового потока, содержащего воду, включающий стадию приведения в контакт газового потока с композицией для дегидратации газа, описанной выше в настоящем документе.

В другом варианте реализации способ согласно настоящему изобретению включает стадию (а) приведения в контакт указанного газа в контактной зоне с непрерывным противотоком с указанной дегидратирующей композицией и предпочтительно дополнительно включает стадии (b) регенерации указанной обогащенной водой дегидратирующей композиции при температуре от 120°C до 225°С для получения обедненной дегидратирующей композиции и (с) повторного применения всей регенерированной обедненной дегидратирующей композиции или ее части на стадии (а).

На фиг. 1 приведен профиль ДСК 1-(2,5,8,11-тетраоксатридекан-13-ил)имидазола в ППГ.

На фиг. 2 приведен профиль ДСК 1-(2,5,8,11-тетраоксатридекан-13-ил)имидазола.

На фиг. 3 приведен профиль ДСК 2-метилимидазола.

Подробное описание изобретения

Дегидратирующие композиции согласно настоящему изобретению можно применять для удаления воды из любого газового потока, содержащего воду, они особенно подходят для удаления воды из любого газа, содержащего воду, и особенно подходят для сырого и/или обработанного природного газа. Сырой природный газ поступает из трех типов скважин: нефтяных скважин, газовых скважин и конденсатных скважин. Природный газ, который поступает из нефтяных скважин, как правило, называют «попутным газом». Этот газ может присутствовать в пласте отдельно от нефти (свободный газ) или растворяться в сырой нефти (растворенный газ). Природный газ из газовых и конденсатных скважин, в которых сырая нефть содержится в небольших количествах или отсутствует, называют «непопутным газом». Из газовых скважин, как правило, добывают непосредственно сырой природный газ, при этом из конденсатных скважин добывают свободный природный газ совместно с полужидким углеводородным конденсатом. Независимо от источника природного газа, после отделения от сырой нефти (если она присутствует) он обычно существует в виде смеси метана и других углеводородов, воды, солей и других примесей, таких как кислые газы. При использовании в настоящем описании термин «природный газ» включает любой источник природного газа, содержащий воду, включая сырой или обработанный природный газ. Обработанный природный газ представляет собой сырой природный газ, который обрабатывали один или более раз для удаления одной или более примесей.

Способ дегидратации газообразной текучей среды с использованием гликоля хорошо известен в данной области техники, например, представляет собой способ, описанный в патенте США №2988171 и в Kohl et al., "Gas Purification" 4^е издание, 1985, Gulf Publishing Company. Тем не менее, специалистам в данной области техники будет понятно, что указанную противоточную систему также можно применять и для сушки других газов. В указанных известных способах можно применять дегидратирующие композиции согласно настоящему изобретению. Предпочтительно газ приводят в контакт с дегидратирующей композицией в поточном способе с непрерывным противотоком. Если газообразная текучая среда представляет собой природный газ, то в способе, как правило, газ направляют в нижнюю часть абсорбирующего блока, оборудованного перегородками, тарелками, неструктурированными насадками, структурированными насадками или их комбинацией, где газ приводят в контакт в контактной зоне с противотоком обедненной дегидратирующей композиции для удаления воды. Сухой газ выходит из верхней части абсорбирующего блока, и обогащенную дегидратирующую композицию удаляют из нижней части абсорбирующего блока и закачивают в установленные последовательно теплообменники или в испарительный резервуар или более крупные блоки. После удаления из испарительного блока или непосредственно из абсорбирующих блоков меньшего размера обогащенную дегидратирующую композицию пропускают через установленные последовательно теплообменники и фильтры, затем направляют в перегонный куб и регенератор, где вода отделяется от дегидратирующей композиции.

Температура и давление дегидратируемого газа могут влиять на способ согласно настоящему изобретения. Например, для природного газа, содержащего, главным образом, метан, температура дегидратируемого газа обычно находится в диапазоне от примерно 20°C до 45°C, но при этом она уменьшена по сравнению с более высокими температурами при добыче газа из подземного источника. Давление при дегидратации обычно увеличивают примерно до 500-1000 psi (3,4-6,9 МПа). При указанной температуре газ содержит от примерно 0,5 до 5 процентов воды по массе.

Обогащенную водой дегидратирующую композицию согласно настоящему изобретению прокачивают через замкнутый контур (частью которого является абсорбер), включающий различные фильтры, отпарные колонны, теплообменники и т.д., и ребойлер, в котором обогащенную водой дегидратирующую композицию согласно настоящему изобретению нагревают традиционным образом и выдерживают при температуре от 150°C до примерно 225°C, предпочтительно при температуре от 170°C до 220°C, в результате чего вода отгоняется. Затем всю полученную обедненную регенерированную дегидратирующую композицию согласно настоящему изобретению или ее часть можно возвращать через оставшуюся часть контура в абсорбер, снова пропускать в виде противотока для обмена с природным газом, содержащим воду.

В одном из вариантов реализации дегидратирующая композиция, применяемая в настоящем изобретении, содержит (i) один или более гликолей, (ii) имидазольное соединение и (iii) необязательно дополнительную добавку, выбранную из карбоксилата щелочного металла, одного или более дополнительных гликолей, отличных от (i), алканоламина, фосфатной кислоты, соли фосфатной кислоты, боратной кислоты, соли боратной кислоты, подсластителя, улучшителя вязкости при низкой температуре, ингибитора коррозии, противопенного агента или их смесей.

В другом варианте реализации дегидратирующая композиция, применяемая в настоящем изобретении, состоит по существу из, содержит (i) один или более гликолей, (ii) имидазольное соединение и (iii) необязательно дополнительную добавку, выбранную из карбоксилата щелочного металла, одного или более дополнительных гликолей, отличных от (i), алканоламина, фосфатной кислоты, соли фосфатной кислоты, боратной кислоты, соли боратной кислоты, подсластителя, улучшителя вязкости при низкой температуре, ингибитора коррозии, противопенного агента или их смесей.

В еще одном варианте реализации дегидратирующая композиция, применяемая в настоящем изобретении, состоит из, содержит (i) один или более гликолей, (ii) имидазольное соединение и (iii) необязательно дополнительную добавку, выбранную из карбоксилата щелочного металла, одного или более дополнительных гликолей, отличных от (i), алканоламина, фосфатной кислоты, соли фосфатной кислоты, боратной кислоты, соли боратной кислоты, подсластителя, улучшителя вязкости при низкой температуре, ингибитора коррозии, противопенного агента или их смесей.

Гликоли, обычно применяемые в качестве компонента (i), представляют собой моно-, ди-, три- и тетраэтиленгликоль и моно-, ди-, три- и тетрапропиленгликоль. Тем не менее, можно применять пента- и гексаэтиленгликоль и пента- и гексапропиленгликоль; высшие гликоли имеют более высокую вязкость, что делает их менее пригодными для предложенного применения. Кроме того, высшие гликоли могут также поглощать углеводороды в высокой концентрации, что может отрицательно влиять на дегидратацию потока метана, этана или пропана. Предпочтительно гликоль выбран из триэтиленгликоля, этиленгликоля (моноэтиленгликоля), диэтиленгликоля, трипропиленгликоля или их смесей. Более предпочтительным гликолем является триэтиленгликоль.

Гликоль содержится в количестве от 60 до 99,9 процента по массе в пересчете на общую массу дегидратирующей композиции. Предпочтительно гликоль содержится в дегидратирующей композиции в количестве, составляющем 60 процентов по массе или более, более предпочтительно 70 процентов по массе или более, более предпочтительно 80 процентов по массе или более и еще более предпочтительно более 85 процентов по массе или более в пересчете на общую массу дегидратирующей композиции. Предпочтительно гликоль содержится в дегидратирующей композиции в количестве, составляющем 99,9 процента по массе или менее, более предпочтительно 99,5 процента по массе или менее, более предпочтительно 99 процентов по массе или менее, более предпочтительно 95 процентов по массе или менее и еще более предпочтительно 90 процентов по массе или менее в пересчете на общую массу дегидратирующей композиции.

Имидазольное соединение (ii), применяемое в дегидратирующих композициях согласно настоящему изобретению, имеет формулу:

где R₁ представляет собой H или разветвленную или линейную алкильную группу, содержащую от 1 до 20 атомов углерода, гидроксиалкильную группу, содержащую от 1 до 20 атомов углерода, или аминоалкильную группу, содержащую от 1 до 20 атомов углерода или полиоксиалкильную группу,

и

R₂, R₃ и R₄ независимо представляют собой H или разветвленную или линейную алкильную группу, содержащую от 1 до 20 атомов углерода, гидроксиалкильную группу, содержащую от 1 до 20 атомов углерода, или аминоалкильную группу, содержащую от 1 до 20 атомов углерода.

В одном из вариантов реализации настоящего изобретения R₁ представляет собой полиоксиалкильную группу, имеющую формулу:

-(R₅-O)_n-R₆

где R₅ представляет собой алкиленовую группу, содержащую от 1 до 6 атомов углерода, предпочтительно от 1 до 4 атомов углерода, более предпочтительно от 1 до 3 атомов углерода и наиболее предпочтительно 2 атома углерода,

R₆ представляет собой Н или линейную или разветвленную алкильную группу, содержащую от 1 до 20 атомов углерода, предпочтительно от 1 до 6 атомов углерода, более предпочтительно от 1 до 3 атомов углерода, наиболее предпочтительно 1 атом углерода,

и

n равен от 1 до 20, более предпочтительно от 1 до 10, более предпочтительно от 1 до 6 и более предпочтительно от 1 до 4 и более предпочтительно от 1 до 2.

В предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения R₁, R₃ и R₄ представляют собой Н, и R₂ представляет собой метил.

В одном из вариантов реализации настоящего изобретения имидазольное соединение представляет собой 1-(2,5,8,11-тетраоксатридекан-13-ил)имидазол, имеющий формулу:

.

Предпочтительно имидазольное соединение содержится в дегидратирующей композиции в количестве, составляющем 0,05 процента по массе или более, более предпочтительно 0,1 процента по массе или более, более предпочтительно 0,2 процента по массе или более и еще более предпочтительно 0,4 процента по массе или более в пересчете на общую массу дегидратирующей композиции. Предпочтительно имидазольное соединение содержится в дегидратирующей композиции в количестве, составляющем 10 процентов по массе или менее, более предпочтительно 5 процентов по массе или менее, более предпочтительно 4 процента по массе или менее и еще более предпочтительно 3 процента по массе или менее в пересчете на общую массу дегидратирующей композиции.

Дегидратирующая композиция согласно настоящему изобретению может содержать небольшое количество одной или более дополнительных добавок (iii), включая, но не ограничиваясь ими: гликоль, отличный от гликоля (i); карбоксилат щелочного металла; фосфатную кислоту или соль фосфатной кислоты, такие как фосфорная кислота, фосфат калия, фосфат дикалия, фосфат динатрия или фосфат тринатрия, см. патент США №2384553, содержание которого включено в настоящую заявку во всей полноте посредством ссылки; подсластитель, такой как сульфолан, простые эфиры полиэтиленгликоля; улучшитель вязкости при низкой температуре, например, пропиленкарбонат, диметилформамид или N-замещенные морфолиновые соединения; противопенные агенты, например противопенные агенты на основе силикона и противопенные агенты на основе EO/PO, такие как сополимеры полисилоксана и полипропиленгликоля, или ингибитор коррозии. Указанные ингредиенты, если они присутствуют, применяют независимо в количестве от 0,01 процента по массе до 30 процентов по массе в пересчете на общую массу дегидратирующей композиции.

Подходящими дополнительными гликолями являются, например, моноэтиленгликоль, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, монопропиленгликоль, тетраэтиленгликоль, пентаэтиленгликоль или глицерин, алканоламин, такой как моноэтаноламин (МЭА), диэтаноламин (ДЭА), метилдиэтаноламин (МДЭА) или триэтаноламин (ТЭА), см. патент США №3349544, содержание которого включено в настоящую заявку во всей полноте посредством ссылки. Один или более дополнительных гликолей, если они присутствуют, предпочтительно применяют в количестве от 0,01 процента по массе до 25 процентов по массе в пересчете на общую массу дегидратирующей композиции.

Подходящими карбоксилатами щелочных металлов являются ацетат натрия, ацетат калия, формиат натрия, формиат калия, бикарбонат натрия, бикарбонат калия, гликолят калия, лактат натрия или лактат калия, а также их гидраты, где ацетат натрия является предпочтительным. Карбоксилаты щелочных металлов, если они присутствуют, предпочтительно применяют в количестве от 0,01 процента по массе до 10 процентов по массе в пересчете на общую массу дегидратирующей композиции.

В целом, одну или более дополнительных добавок, если они присутствуют, применяют независимо в количестве от 0,01 процента по массе до 30 процентов по массе в пересчете на общую массу дегидратирующей композиции. Дополнительная(-ые) добавка(-и) (iii), если она(они) присутствует(-ют), независимо содержится(-атся) в дегидратирующей композиции в количестве, составляющем 0,1 процента по массе или более, более предпочтительно 1 процент по массе или более, более предпочтительно 2 процента по массе или более и еще более предпочтительно 5 процентов по массе или более в пересчете на общую массу дегидратирующей композиции. Дополнительная(-ые) добавка(и) (iii), если она(они) присутствует(-ют), независимо содержится(-атся) в дегидратирующей композиции в количестве, составляющем 30 процентов по массе или менее, более предпочтительно 25 процентов по массе или менее, более предпочтительно 20 процентов по массе или менее и еще более предпочтительно 15 процентов по массе или менее в пересчете на общую массу дегидратирующей композиции.

Значение рН дегидратирующих композиций согласно настоящему изобретению, независимо от того, являются они концентратами или разбавленными жидкостями, необходимо контролировать для защиты от коррозии. Композиции должны иметь рН, составляющий от 7 или более и до 11 или менее. Предпочтительно дегидратирующая композиция согласно настоящему изобретению имеет рН, составляющий 7 или более, более предпочтительно 7,5 или более, более предпочтительно 8 или более. Предпочтительно дегидратирующая композиция согласно настоящему изобретению имеет рН, составляющий 11 или менее, более предпочтительно 10 или менее, более предпочтительно 9 или менее.

Контролирование рН обеспечивается путем соответствующего регулирования уровня имидазольного соединения в пределах указанных в настоящем описании диапазонов, где имидазольное соединение действует в качестве буфера для поддержания рН в желаемом диапазоне.

В одном из вариантов реализации настоящего изобретения дегидратирующую композицию, содержащую имидазольное соединение, описанное выше в настоящем документе, применяют для удаления воды из газового потока путем приведения в контакт газового потока с дегидратирующей композицией, содержащей имидазол. Предпочтительно способ включает стадию (а) приведения в контакт указанного газового потока в контактной зоне с непрерывным противотоком с указанной дегидратирующей композицией, содержащей имидазол, для получения обогащенной водой дегидратирующей композиции.

Другой вариант реализации способа согласно настоящему изобретению включает стадию (а) приведения в контакт газового потока в контактной зоне с непрерывным противотоком с указанной дегидратирующей композицией для получения обогащенной водой дегидратирующей композиции, (b) регенерации указанной обогащенной водой дегидратирующей композиции при температуре от 120°C до 225°C для получения обедненной дегидратирующей композиции и (с) повторного применения всей регенерированной обедненной дегидратирующей композиции или ее части на стадии (а).

Примеры

В примерах 1-4 применяют одно или более из следующих соединений:

«ТЭГ» представляет собой триэтиленгликоль, доступный в Alfa Aesar, с чистотой 99%;

«ППГ» представляет собой полипропиленгликоль, доступный в Sigma-Aldrich, со средней Mn 425;

«ИМИДАЗОЛ-1» представляет собой 2-метилимидазол, доступный с чистотой 99% в Sigma-Aldrich; и

«ИМИДАЗОЛ-2» представляет собой 1-(2,5,8,11-тетраоксатридекан-13-ил)имидазол, полученный следующим образом: В трехгорлую круглодонную колбу, снабженную обратным холодильником, помещают 1Н-имидазол (31,365 г, 460 ммоль) (чистота >99%, производства Sigma-Aldrich) и 13-бром-2,5,8,11-тетраоксатридекан (25 г, 92 ммоль) (чистота 95-98%, производства TCI America). Реакционную смесь нагревают до 100°С в течение 5 часов, затем охлаждают до комнатной температуры. Добавляют примерно 200 мл солевого раствора и экстрагируют реакционную смесь хлороформом (200 мл). Органическую фазу промывают 5 раз насыщенным раствором хлорида натрия (100 мл) для удаления избытка имидазола. Затем органическую фазу сушат сульфатом натрия и выпаривают растворитель в вакууме с получением 23,3 г (выход 98%) 1-(2,5,8,11-тетраоксатридекан-13-ил)-1H-имидазола с чистотой 95%.

Полученные в двух повторностях кривые ДСК для 5 масс.% 1-(2,5,8,11-тетраоксатридекан-13-ил)имидазола в ППГ, чистого 1-(2,5,8,11-тетраоксатридекан-13-ил)имидазола (без растворителя) и чистого 2-метилимидазола (без растворителя) показаны на фиг. 1, фиг. 2 и фиг. 3, соответственно.

Термическую стабильность определяют путем добавления 50 г исследуемой смеси с гликолем в 75-миллилитровую бомбу для образца из нержавеющей стали. Растворы продувают азотом в течение 10 минут. После продувания закрывают бомбу с образцом и помещают в печь при 200°C на семь дней. Проводят оценку степени деградации путем газовой хроматографии и в исследованиях остаточной щелочности до и после состаривания. Газовую хроматографию проводят на системе 7890A GC, оборудованной колонкой с DB-WAX, с использованием гелия в качестве газа-носителя. Вводят образцы, разбавленные 1 к 20 в метаноле. Исследования остаточной щелочности проводят следующим образом: анализируемые растворы титруют 0,5н. HCl с использованием автоматического титратора Mettler Toledo T90. Проводят титрование 10 г образца с использованием хлороводородной кислоты (HCl), приобретенной в Fisher Scientific, в 0,5н. концентрации. Остаточную щелочность определяют как количество HCl в миллилитрах, необходимое для достижения эквивалентного объема. Результаты приведены в таблице 1.

Коррозивность определяют путем добавления предварительно взвешенного вырезанного образца C1010 и смеси с гликолем согласно примеру 2 и примеру сравнения B в 1,8-литровый реактор Парра из нержавеющей стали 316, перемешивания при 200°C в течение 14 дней и последующего определения коррозивности по потере массы вырезанного образца, где результаты указаны в таблице 2.

Таблица 1

  Пример 1 Пример сравнения А Компонент ТЭГ, г 97 97 ИМИДАЗОЛ-1, г 1,5 0 ДЭА, г 0 1,5 Вода, г 1,5 1,5 Термическая стабильность До состаривания 2,46 1,73 После состаривания 2,18 1,19 Изменение, % 12 37

Таблица 2

  Пример 2 Пример сравнения B Компонент ТЭГ, масс.% 93 93 ИМИДАЗОЛ-1, масс.% 2 Na₂B₄O₇, масс.% 2 Вода, масс.% 5 5 Коррозивность Скорость коррозии, мм/год 0,51 0,55

Изобретение относится к дегидратирующей композиции и способу ее применения для сушки газовых потоков, в частности потоков природного газа, где дегидратирующая композиция содержит (i) гликоль, (ii) имидазольное соединение и необязательно (iii) одно или более из карбоксилата щелочного металла, дополнительного гликоля, отличного от (i), алканоламина, фосфатной кислоты, соли фосфатной кислоты, боратной кислоты, соли боратной кислоты, подсластителя, улучшителя вязкости при низкой температуре, ингибитора коррозии, противопенного агента или их смесей. Изобретение позволяет получить дегидратирующую композицию с улучшенной термической стабильностью, обладающую свойствами ингибирования коррозии 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 3 ил., 2 табл.

1. Композиция для дегидратации газа, содержащая:

(i) гликоль в количестве, составляющем 85% по массе или более и 99,9% по массе или менее в пересчете на общую массу дегидрирующей композиции,

(ii) имидазольное соединение в количестве, составляющем 0,1% по массе или более и 10% по массе или менее в пересчете на общую массу дегидрирующей композиции, где имидазольное соединение имеет формулу

,

где R₁ представляет собой H или разветвленную или линейную алкильную группу, содержащую от 1 до 20 атомов углерода, гидроксиалкильную группу, содержащую от 1 до 20 атомов углерода, или аминоалкильную группу, содержащую от 1 до 20 атомов углерода, или полиоксиалкильную группу, R₂, R₃ и R₄ независимо представляют собой H или разветвленную или линейную алкильную группу, содержащую от 1 до 20 атомов углерода, гидроксиалкильную группу, содержащую от 1 до 20 атомов углерода, или аминоалкильную группу, содержащую от 1 до 20 атомов углерода, и

(iii) необязательно дополнительную добавку, выбранную из карбоксилата щелочного металла, одного или более дополнительных гликолей, отличных от i), алканоламина, фосфатной кислоты, соли фосфатной кислоты, боратной кислоты, соли боратной кислоты, подсластителя, улучшителя вязкости при низкой температуре, ингибитора коррозии, противопенного агента или их смесей.

2. Композиция по п. 1, отличающаяся тем, что R₂-R₄ независимо выбраны из Н или разветвленной или линейной алкильной группы, содержащей от 2 до 4 атомов углерода, гидроксиалкильной группы, содержащей от 2 до 4 атомов углерода, или аминоалкильной группы, содержащей от 2 до 4 атомов углерода.

3. Композиция по п. 1, отличающаяся тем, что R₁ представляет собой полиоксиалкильную группу, имеющую формулу

-(R₅-O)_n-R₆,

где R₅ представляет собой алкиленовую группу, содержащую от 1 до 6 атомов углерода,

R₆ представляет собой Н или линейную или разветвленную алкильную группу, содержащую от 1 до 20 атомов углерода, и

n равен от 1 до 10.

4. Композиция по п. 2, отличающаяся тем, что R₂, R₃ и R₄ представляют собой Н, R₅ представляет собой этилен, n равен 4, и R₆ представляет собой метил.

5. Композиция по п. 2, отличающаяся тем, что R₁, R₃ и R₄ представляют собой Н, и R₂ представляет собой метил.

6. Композиция по п. 1, отличающаяся тем, что

(i) гликоль представляет собой моноэтиленгликоль, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, тетраэтиленгликоль, монопропиленгликоль, дипропиленгликоль, трипропиленгликоль, тетрапропиленгликоль или глицерин.

7. Композиция для дегидратации газа по п. 1, отличающаяся тем, что

(i) гликоль представляет собой триэтиленгликоль, и

(ii) имидазольное соединение представляет собой 1-(2,5,8,11-тетраоксатридекан-13-ил)имидазол.

8. Способ для удаления воды из газового потока, содержащего воду, включающий стадию приведения в контакт потока газа с композицией для дегидратации газа, содержащей:

(i) гликоль в количестве, составляющем 85% по массе или более и 99,9% по массе или менее в пересчете на общую массу дегидратирующей композиции,

(ii) имидазольное соединение в количестве, составляющем 0,1% по массе или более и 10% по массе или менее в пересчете на общую массу дегидратирующей композиции, где это имидазольное соединение имеет формулу

,

где R₁ представляет собой H или разветвленную или линейную алкильную группу, содержащую от 1 до 20 атомов углерода, гидроксиалкильную группу, содержащую от 1 до 20 атомов углерода, или аминоалкильную группу, содержащую от 1 до 20 атомов углерода, или полиоксиалкильную группу, R₂, R₃ и R₄ независимо представляют собой H или разветвленную или линейную алкильную группу, содержащую от 1 до 20 атомов углерода, гидроксиалкильную группу, содержащую от 1 до 20 атомов углерода, или аминоалкильную группу, содержащую от 1 до 20 атомов углерода, и

(iii) необязательно дополнительную добавку, выбранную из карбоксилата щелочного металла, одного или более дополнительных гликолей, отличных от i), алканоламина, фосфатной кислоты, соли фосфатной кислоты, боратной кислоты, соли боратной кислоты, подсластителя, улучшителя вязкости при низкой температуре, ингибитора коррозии, противопенного агента или их смесей.

9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что указанный газ представляет собой природный газ.

10. Способ по п. 8, включающий стадию

(а) приведения в контакт указанного газового потока в контактной зоне с непрерывным противотоком с указанной дегидратирующей композицией для получения обогащенной водой дегидратирующей композиции.

11. Способ по п. 10, дополнительно включающий стадии

(b) регенерации указанной обогащенной водой дегидратирующей композиции при температуре от 120 до 225°C для получения обедненной дегидратирующей композиции и

(c) повторного применения всей регенерированной обедненной дегидратирующей композиции или ее части на стадии (а).