Способ разделения кислого газа на компоненты - сероводород и диоксид углерода Российский патент 2021 года по МПК B01D53/14 C10L3/10 B01D53/52 B01D53/62 

Изобретение относится к газоперерабатывающей, нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленностям и может быть использовано для разделения кислого на компоненты - диоксид углерода и сероводород.

Содержание сероводорода и диоксида углерода в подлежащем разделению кислом газе может быть любого заданного уровня. Исходное содержание сероводорода и диоксида углерода в кислом газе может таким образом составлять, например, 45-55 объемных процентов.

Известен способ очистки отходящих газов от сероводорода, в котором очистка отходящих газов осуществляется за счет абсорбции сероводорода водным раствором МДЭА (RU 2526455 от 06.12.2012, B01D 53/14). Недостатком этого способа является невозможность очистки газа с высоким содержанием кислых компонентов (более 50 % об.).

Известен способ удаления кислых компонентов из газов, содержащих диоксид углерода и/или сероводород абсорбентом, представляющим собой смесь алканоламинов (WO 2011/018479 A1 от 17.02.2011, B01D 53/14). Недостатками способа являются: низкая четкость разделения газов (до 88-93 % по диоксиду углерода), низкая эффективность ведения процессом Клауса за счет высокого содержания рециркулирующего диоксида углерода в системе.

Известен способ выделения диоксида углерода из газов, осуществляющийся путем абсорбции-десорбции водным раствором первичных, вторичных и третичных аминов (RU 2275231 от 02.04.2003, B01D 53/14). Недостатками данного способа является невозможность очистки газа с высоким содержанием кислых компонентов (более 50 % об.).

Известен способ и устройство для обработки обогащенного диоксидом углерода кислого газа в процессе Клауса с помощью селективного поглотителя в технологической схеме: абсорбер - флэш-десорбер - колонна регенерации - горелка Клауса - реактор Клауса (RU 2545273 от 22.03.2011, B01D 53/14). Недостатком этого способа является отсутствие информации по возможности применения кислого газа с содержанием сероводорода 50 % об.

Наиболее близким по технической сущности является способ низкотемпературного разделения кислого газа с применением вихревой трубы Ранка-Хилша, который позволяет увеличить концентрацию сероводорода до 90 % об. (Н.Т. Климов Низкотемпературное разделение кислого газа с применением вихревой трубы: Автореферат дис. кан. техн. наук. - Москва.: 1991. - 22 с.). Недостатками данного способа являются: концентрирование кислого газа сероводородом до 80 %, значительное повышение взрыво- пожароопасных свойств кислого газа в условиях проведения процесса при высоком давлении.

Целью настоящего изобретения является получение потока диоксида углерода высокой чистоты и обогащение кислого газа сероводородом перед подачей на установку Клауса.

Поставленная цель достигается предлагаемым способом разделения кислого газа на компоненты - сероводород и диоксид углерода, заключающимся в двухступенчатой последовательной абсорбции сероводорода селективным поглотителем и десорбции абсорбата. В качестве поглотителя используется водный раствор метилдиэтаноламина - 50-60 % масс. и диэтиленгликоля - 8-15 % масс. Параметры процесса: температура 20÷30°С, давление 400÷500 кПа, кратность поглотителя к сырью 3÷4,5 к 1.

Способ осуществляется следующим образом. Кислый газ с установок аминовой очистки с температурой не выше 45°С подают абсорбер, работающий в режиме нисходящего прямотока, в верхнюю часть которого поступает водный раствор поглотителя с температурой не выше 30°С. В нисходящем движении поступающего кислого газа и раствора поглотителя происходит поглощение преимущественно сероводорода до значения, не ниже 70 % от первоначальной концентрации. Более глубокая очистка газа от сероводорода происходит во втором абсорбере, обеспечивая выход потока диоксида углерода с содержанием сероводорода не более 1 ppm. Из низа двух абсорберов абсорбат поступает в колонну десорбции, при температуре и давлении выше, чем в абсорбере. С верху десорбера выводится поток сероводорода с концентрацией не ниже 99,0 % об. и поступает на Клаус процесс, снизу - регенерированный абсорбент направляется на рециркуляцию в абсорберы.

Таким образом, способ разделения кислого газа на компоненты - сероводород и диоксид углерода позволяет получить концентрат кислого газа с содержанием сероводорода не менее 99,0 % об. и поток диоксида углерода с концентрацией не менее 99,0 % об.

Изобретение относится к газоперерабатывающей, нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленностям. Изобретение касается способа разделения кислого газа на компоненты – сероводород и диоксид углерод. Данный способ включает две последовательные стадии абсорбции и одну стадию десорбции абсорбата, в которой предусматривается контур циркуляции абсорбента из десорбера в абсорбер. Осуществляется разделение кислого газа, имеющего концентрацию исходных компонентов - 50 % об. сероводорода и 50 % об. диоксида углерода: в абсорбер подают кислый газ с температурой не выше 45 °С и водный раствор метилдиэтаноламина и диэтиленгликоля при следующем соотношении компонентов: метилдиэтаноламин – 60 % масс., диэтиленгликоль – 15 % масс., вода – остальное, при температуре 20 °С, давлении 450 кПа, кратность поглотителя к сырью 4,5:1. В нисходящем движении кислого газа на первой ступени абсорбции происходит поглощение сероводорода до значения не ниже 70 % от первоначальной концентрации, а на второй ступени выделяется поток диоксида углерода сверху абсорбера с концентрацией сероводорода не выше 1 ppm, сверху десорбера выделяется сероводород с концентрацией не менее 99 %. Техническим результатом является получение двух технологических потоков высокой чистоты - концентрата кислого газа с содержанием сероводорода не менее 99,0 % об. и потока диоксида углерода с концентрацией не менее 99,0 % об.

Способ разделения кислого газа на компоненты – сероводород и диоксид углерод, характеризующийся тем, что включает две последовательные стадии абсорбции и одну стадию десорбции абсорбата, в которой предусматривается контур циркуляции абсорбента из десорбера в абсорбер, и осуществляется разделение кислого газа, имеющего концентрацию исходных компонентов - 50 % об. сероводорода и 50 % об. диоксида углерода: в абсорбер подают кислый газ с температурой не выше 45°С и водный раствор метилдиэтаноламина и диэтиленгликоля при следующем соотношении компонентов: метилдиэтаноламин – 60 % масс., диэтиленгликоль – 15 % масс., вода – остальное, при температуре 20°С, давлении 450 кПа, кратность поглотителя к сырью 4,5:1, в нисходящем движении кислого газа на первой ступени абсорбции происходит поглощение сероводорода до значения не ниже 70 % от первоначальной концентрации, а на второй ступени выделяется поток диоксида углерода сверху абсорбера с концентрацией сероводорода не выше 1 ppm, сверху десорбера выделяется сероводород с концентрацией не менее 99 %.