Способ осушки сероводородсодержащего газа Советский патент 1984 года по МПК F25J3/00 B01D53/26 

Р зо5ретение относятся к способам осушки газа, Е частности природного и может быть использовано в газовой и нефтяной промышленностях для осушки сероводородсодержащих газов, Известен способ осушки сероводородсодержащего газа контактированием с гликолем. Регенерацию последнего осуществляют нагревом и отдувкой бес сернистым газом, получаемым при контактировании части осушенного газа с регенерированным гликолем l1 . Недостаток данного способа - установка дополнительных колонн высоко го давления5 что повышает металло- и энергоемкость установки. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ осушки га за, включающий контактирование его с абсорбентом; выветривание и регенера цию отдувом Е специальной колонне 2 Недостаток известного способа высокие расходы на утилизацию газов выветривания5 содержащих сероводород высокой концентрации. Цель изобретения - повьшение эффективности способа за счет снижения расходов на утилизацию газов выветривания, Поставленная п.ель достигается тем, что согласно способу осушки сероводородсодержащего газа, включающему контактирование.его с диэтиленгликолем, (ДЭГ) выветривание и последующую регенерацию насыщенного осушителя 3 выветривание осуществляют в две ступени причем первую из них под давлением 2,0-4,5 ffla и температуре 293-343 К, а вторую - под давлением О 15-0,5 Ша и температуре 383-413К и регенерированный осушитель перед подачей на стадию контактирования смешивают с газами второй ступени вьгоетривания. Влажный сероводородсодержа 11КЙ газ подают в абсорбер, орошаемый абсорбентом ДЭГ. Давление в абсорбере 3-8 МПа. Осушенный газ выводят из аб с орбераэ а абсорбент, насыщенный водои, углеводородами и сероводородом, подогревают в теплообменнике и подаю в выветриватель I -и ступени, рабогаю ш;ий при давлении 2,0-4,5 МПа и температуре 293-343 К. За счет снижения давления и повьш1ения температуры из абсорбента вьщеляется часть поглощен ных газов При этом режим в выветривателе выбирают таким образом, что из насыщенного абсорбента выделяются практически только углеводороды. Газ выветривания с верха выветривателя 1-й ступени подают в топливную сеть. С низа выветривателя I -и ступени отводят частично разгазированный насьш1енный абсорбент, подогревают его в рекуперативном теплообменнике, дросселируют до 0,15-0,50 Mlla и подают в выветриватель II -и ступени, где происходит полное вьщеление из абсорбента поглощенных газов (сероводород, двуокись углерода, углеводороды). Температура II,-и ступени выветривания 383-413 К. Абсорбент из II -и ступени выветривания направляют в блок регенерации, а затем в буферную емкость. В смеситель в поток регенерированного раствора подают газ II -и ступени выветривания. При контактировании раствора ДЭГ с газом выветривания происходит поглощение сероводорода. В зависимости от состава и количества газа вьтетривания для обеспечения избирательного извлечения сероводорода из него в поток газа подают весь объем регенерированного раствора или только часть его. Углеводородный газ, отводимый из буферной емкости, не содержит сероводорода и может быть использован в топливной сети или для другой цели. Извлеченный из газа выветривания сероводород возвращают в цикл в регенерированном абсорбенте. На стадии абсорбции это снижает извлечение сероводорода и позволяет увеличить коэффициент его утилизации на стации очистки. Таким образом, проведение выветривания в две ступени с контактированием газа II-и ступени выветривания с регенерированным абсорбентом при большей кратности орошения последнего позволяет получить топливный газ, не содержащий заметных количеств сероводорода и не требуюищй специальной очистки для его использования. Пример. Природный газ, содерашлй 4 об,А. сероводорода и 0,33 г/м оды, контактируют в абсорбере с регенерированным раствором ДЭГ конценрации 99,0 мас.%. Расход газа 100 тыс, мз/ч, ДЭГ 1,3 . Давлеие в абсорбере 8 МПа, температура 0 С. Насьпценный раствор ДЭГ, выхо31дящий из абсорбера, содержит 14,30 м сероводорода, 8,58 углеводородо (преимущественно метана) и 3 мас,% На I -и ступени выветривания при давлении 2 МПа и температуре 323 К из раствора ДЭГ выделяется 7,69 газа, состоящего из 7,68 м- углеводородов и 0,01 м сероводорода. Газ пригоден для подачи в топливную сеть без очистки от сероводорода. На II -и ступени выветривания при температуре 393 К и давлении 0,4 МПа выделяется 15,19 м /ч газа, состоящего из 14,29 м сероводорода и 0,90 м углеводородов. Этот газ смешивают в трубке Вентури с регенерированным раствором ДЭГ. Затем полученную смесь подают в водяной холодильник, где охлаждают до температуры 308 К. При этом из газа поглощается 14,293 м сероводорода и 0,9 м углеводородов. Насыщенный сероводородом и частично углеводородами раствор ДЭГ подают в буферную емкость. Непоглощенные углеводороды в количестве 0,53 , содержащие не более 0,20 об.% сероводорода, с верха буферной емкости отводят в топ ливную сеть. Раствор ДЭГ с низа буферной емкос ти насосом подают на верх абсорбера для контактирования с газом. В табл.1 приведены режимы абсорбе ра, ступеней выветривания и контактирования ДЭГ с газом П-и ступени, а в табл.2 - составы потоков, соответствующих этим режимам. При ведении процесса выветривания в одну ступень, например при режиме Р 2,0 МПа и Т-323 К (пример ), при контактировании газа выветривания с раствором ДЭГ последний поглощает 1,35 м углеводородов. Остаточный га выветривания состоит только из углеводородов и его можно использовать в топливной сети, Однако в этом случае насыщенным ДЭГ в десорбер поступает 15,19 газа,содержащего 14,29 м (94,08 об .%) сероводорода и 0,9 м углеводородов Выделенный в десорбере газ имеет состав, об.%: 94,08, углеводороды 5,92. Такой газ нельзя использовать в сети и выбрасывать в атмосферу. Кроме того, наличие в газе десорбции большего количества 34 сероводорода обуславливает изгот1)вление блока десорбции из специальных марок стали, что значительно удорожает стоимость установки, Если выветривание вести в одну ступень (в режиме II -и ступени выветривания примера I при ,4 МПа, Т 393 К) то весь растворенный газ выделяется из ДЭГ. При контактировании регенерированного раствора ДЭГ с газом выветривания, с последующим охлаждением до 45°С ДЭГ поглощает 11,7 м сероводорода и 0,23 м углеводородов. Остаточный газ, не поглощенный ДЭГ (10,95 ), имеет состав, об.%: углеводороды 72,26, 23,74. Газ такого состава нельзя использовать в топливной сети. Утилизация газа такого состава требует дополнительных расходов. Таким образом, двухступенчатое вьшетривание является необходимым. Режим I -и ступени вьгоетривания обуславливает необходимость обеспечения получения малосернистого газа, пригодного для использования в топливной сети. Режим II -и ступени выветривания обеспечивает выделение растворенных углеводородов и сероводорода из ДЭГ с газом It-и ступени выветривания с последующим охлаждением смеси, происходит поглощение из газа практичес ки всего количества. Для определения характера влияния режима ступеней выветривания на показатели установки осушки, работающей по предлагаемой схеме, приведены также другие примеры. Как показывают данные примеров V-V1II, при изменении параметров I -и и II -и ступеней выветривания не обеспечиваются цели предлагаемого изобретения: в случае снижения давления (пример V ) или повышения температуры (пример VI ) 1-й ступени выветривания получаемой газ содержит Т,15% его подача в топливную сеть невозможна. При повышении давления П-й ступени выветривания часть сероводорода не выделяется из раствора ДЭГ и поступает с ним в блок регенерации (пример Г1 ), что обус-павливает изготовление последнего из дорогостоящих сталей. При снижении давления во 11 -и ступени выветривания при контактировании газа с ДЭГ не происходит полное поглощение сероводорода из газа (пример Vnt), Утилизация остаточного газа требует дополнительнь1Х расходов Таким образом, предлагаемый спо-а соб по сравнению с известным позволя1122036ет без применения компрессора утилизировать низконапорные кислые газы и без специальной очистки получить топливный газ, не содержащий заметного количества сероводорода. Таблица 1

1,3

4,0

СПОСОБ ОСУШКИ СЕРОВОДОРОДСОДЕРЖАЩЕГО ГАЗА, включающий контактирование его с диэтиленгликолем, выветривание и последующую регенерацию насыщенного осушителя, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса за счет снижения расходов на утилизацию газов выветривания, последнее осуществляют в две ступени, первую из которых ведут под давлением 2,04,5 МПа и температуре 293-343 К, а вторую - под давлением 0,15-0,5 Mlla и температуре 383-413 К и регенерированный осушитель перед подачей на стадию контактирования смешивают с (Я газами второй ступени выветривания.