Способ очистки углеводородных газов от кислых примесей Советский патент 1983 года по МПК B01D53/14 

со

Изобретение относится к способам удаления кислых примесей из технологических газов. Известен способ очистки газов от двуокиси углерода путем абсорбции щелочными солями мышьяковистой кислоты }. Недостатком этого способа является использование в качестве абсорбента токсичных реагентов, что услож няет его эксплуатацию. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ очистки углеводородных газов от кислых компонентов, включающий подогрев газово смеси, ее контактирование с водным раствором алканоламина при 0-70 С под давлением 10-12 эти, отделение насыщенного раствора поглотителя, нагрев его до 75-100°С, подачу нагретого раствора в испаритель, в котором происходит мгновенный сброс давления и выброс части кислых при.месей в атмосферу, подачу раствора поглотителя в отпарную колонну при 93-115 С для регенерации с последующим возвратом его на стадию контактирования 2 . Недостаток известного способа - п вышенные расходы энергозатрат а про цесс, составляющие 30,5 ккал/кг моль Целью изобретения является снижение энергозатрат на процесс. Поставленная цель достигается тем что согласно способу очистки углеводородных газов от кислых примесей, вклю.чающёму подогрев газовой смеси, ее контактирование.с водным растворо алканоламина при tO-70 C под давлением, отделение насыщенного раствора поглотителя, нагрев его до , подачу нагретого раствора в испаритель, в котором происходит мгновенны сброс давления и выброс части кислых примесей в атмосферу, подачу раствор поглотителя в отпарную колонну при 93-115 С для регенерации с последующим возвратом его на стадию контакти рования, после стадии контактировани от 50 до 100 насыщенного поглотителя выводят из процесса, охлаждают до 57-85 С и возвращают на стадию контактирования. Пример, Основные принципы изобретения воплощены в системе указанного типа с применением 35 вес,; раствора МЭА (мрноэтаноламина) в качестве абсорбента. Расход потока поступающего газа i133 кг-моль/ч, из которых 1089 кг-моль/ч приходится на СО, и этот газ поступает в контактор при 65,6°С, Поток вводного газа насыщают водой; давление контактирования 25,3 ати. Для облегчения сопоставления изобретения с различными другими системами на эквивалентной основе приближение загрузки обогащенного раствора паром к равновесному поддерживается постоянным на уровне около . Расход раствора составляет 8706 л/мин, его вводят в контактор при 40,6 С при загрузке обедненного раствора, составляющей 0,21 моль СО на 1 моль амина. Частично загруженный углекислым газом раствор МЭА пропускают через проме хуточный холодильник при 71,1°С, а. затем через контактор в том месте, где загрузка обогащенного раствора была повышена до 0,5б моль С02 на. 1 моль амина. Температура раствора на выходе контактора 57,2 С, а содержание С02 в отводимом газе снижается до ТОО ч,/млн. Промежуточный холодильник требует для охлаждения частично загруженного раствора МЭА отвода 11,8 млн,ккал/ч при расходе охлаждающей воды около 11920 л/мин. Обогащенный раствор амина пропускают в теплообменник при 57,2 С и выводят при г 800 С соответственно, Рециклизуемый обедненный раствор амина поступает при 86,7С и выходит при 64,°Со Затем раствор пропускают в испарительный резервуар и испаряют до давления 0,0 ати. Температура обогащенного раствора снижается с 80,0 ДО 73,9 С в результате мгновенного испарения, в результате чего отделяют 1б7 кг-моль/ч С02, Содержание С02 в обогащенном растворе тем самым снижается с до 157 к)-моль/ч. Затем раствор пропускают во второй теплообменник, где обогащенный раствор амина нагревают до 110,0°С путем рециклизации обедненного амина, который поступает при 121,1 С и выходит при 86,, Обогащенный раствор пропускают в отпарную колонну при 110,0 С Здесь требуется 23,9 тыс, ккал/к|-моль СО для отпаривания обогащенного углекислым газом потока амина с 157 до 653 кг-моль С02/Ч. Можно достичь некоторого улучшения как с точки зрения теплоэнергетического снабжения, так и .с точки зрения эксплуатационных

издержек (30,6 тыс. ккал/кг-моль и , коэффициент приведенных эксплуатационных .издержек 1,0; до 11,6 тыс. ккал/кг-моль и коэффициент OjS). Это достигается путем повышения s загрузки обогащенного раствора за счет применения промежуточного холодильника, т.е при более низкой температуре обогащенного раствора пре- доставляется возможность достижения 10 более высоких загрузок обогащенного раствора для сохранения той же равновесности. Эффект может быть дополнительно усилен за счет повышения загрузок обедненного раствора и в результате улучшения Термодинамики работы отпарной колонны. Для этого 50-100 насыщенного по С02. моноэтаноламина выводят из процесса и охлаждают до , а затем возвращают на стадию контактирования.

В таблице представлены сравнительные данные процессов по способу-прототипу и предложенномуо

Загрузка обога0,50 0,50. 0,50 щенного раствора Загрузка обедненного0,150,150,21 раствора 87,587,587,5 Равновесность, 30,55327,27525,55 % ккал/кг-моль Хапиталовложе 5355593-5573ния, тыс.долл. Издержки по теплоэнергоснабжению, 3520 3159 2396 тыс.долл/год Эксплуатационные издержки, Д127 «151 тыс.долл./год Коэффициент капитальных 1,23, 1,27 затрат Коэффициент теплоэнерге0,90 0,85 тических затрат Коэффициент приведенных эксплуатацион0,97 0,9 ных издержек

Данный способ позволяет снизить энергозатраты на процесс с 30,5 до 23,7 ккал/кг. моль, т.е. на 25-30%.

Использование стадии промежуточного охлаждения насыщенного поглотителя способствует повышению эффек5 (Q3 .

тивности стадии мгновенного испаре-повысить загрузку.Насыщенного растния поглотителя за счет снижения огра-вора в абсорбер. Именно наличие преничений по равновесности, что допус-имуществ как в части интенсификации

кает более высокие загрузки на вы-стадии промежуточногоохлажден 1Я,так

пуске абсорбера. Применение промежу Sи повышения загрузки абсорбера позвоточного охлаждения позволяет такжеляет снизить энергозатраты на процесс.