Способ регенерации метанола процесса предотвращения гидратообразования природного газа Советский патент 1987 года по МПК C07C31/04 C07C29/76 

Изобретение относится к алифатическим спиртам, а именно к усовершенствованному способу регенерации метанола из его водных растворов процесса предотвращения гидратообразова- имя природного газа, и может быть ис- .пользовано при. промысловой подготовке газа к транспорту. Регенерированный метанол соответствует предъявля- емым к нему требованиям и может использоваться в процессе предотвращения гидратообразования природного газа.

Цель изобретения - повьппениб степени извлечения метанола, достигаемая совмещением стадии контактирования природного газа с водно-метанольным раствором со стадией ректификации водного раствора метанола, при зтом температура верха колонны составляет 75- 80°С, природный газ подают с температурой 70-90 С, охлаждение парогазовой смеси осуществляют в две ступени на первой ступени при 65-66 с, а на второй - при (-15)-(-20)°С, а выделенный газ возвращаю на стадию ректификации.

На чертеже представлена принципиальная схема установки регенерации метанола из его водных растворов процесса предотвращения гидратообразова- ция природного газа о

Установка состоит из ректификационной колонны 5 линии 2 подачи вод- Но-метанольного раствора, линии 3 подачи, нагретого газа, линии 4 под.ачи парогазовой смеси в холодильник 5, линии 6, идущей из холодильника 5 в, емкость 7, линии 8 подачи газомета- нольной смеси в холодильник 10, линии 9 отвода воды, линии 11, соединяющей холодильник 10 с емкостью 12, линии 13 выхода газа и линии 14 выхода метанола из установки, компрессора 15 для подачи газа на стадию ректификации, теплообменника 16.

Способ осуществляют следующим образом.

Водно-метанольный раствор (BMP) низкой концентрации по линии 2 пода- ют В ректификационную колонну 1 , наверху Колонны поддерживают температуру 75-80 С, одновременно в колонну компрессором 15 через теплообменник 16 по линии 3 подают нагретый до 70- 90 С газ, которым барботируют BMP, полученную парогазовую смесь по линии 4 отводят из колонны и подают в

5

0

Q

25

Q

55

40

45

холодильник 5, -где поддерживают температуру 65-66 С, и далее по линии 6 охлажденная смесь поступает в емкость 7, сконденсированную воду выбрасывают по линии 9, а газометаноль- ную смесь по линии 8 подают в холодильник 10, где поддерживают температуру (-15)-(-20) С, сконденсированный метанол вместе с газом подают по линии П в емкость 12, из которой газ отбирают по линии 13, подают через компрессор 15 и теплообменник 16 в колонну 1, а метанол по линии 14 поступает на склад.

Пример 1, Водный раствор метанола с концентрацией 5 об.% в количестве 500 мл подают в колонну, температура наверху колонны составляет 75 С, раствор барботируют сухим природным газом, нагретым до 70 С с расходом 220 м на 1 м раствора. Полученную парогазовую смесь после выхода из колонны охлаждают в холодильнике первой ступени до 65 С, кон-, денсируют в емкости воду, далее парогазовую смесь подают в холодильник второй ступени и охлаждают до температуры -15 С, конденсир тот метанол и отводят газ снова на стадию ректификации. Получают 27,77 мл водно-метанольного раствора, концентрация метанола составляет 90%, степень извлечения 100%, продолжительность процесса регенерации 2 ч.

Пример 2. Водный раствор метанола с концентрацией 10 об.% в количестве 500 мл подают в.колонну, .температура наверху колонны составляет 80°С, раствор барботируют сухим нагретым до 80°С природным газом с расходом 250 м на 1 м раствора, полученную парогазовую смесь после выхода из колонны охлаждают в холодиль, о

нике первой ступени до 66 С, конденсируют в емкости воду, далее парогазовую смесь подают в холодильник второй ступени и охлаждают до температуры -20- С, конденсируют -метанол и отводят газ снова на стадию ректификации. Получают 52,68 мл водного раствора метанола,.концентрация метанола составляет 95%, ступень извлечения 100%, продолжительность цикла 1,98 и.

П р и м е р 3„ В водный раствор метанола с концентрацией 15 об,% в количестве 500 мл подают в колонну, температура наверху колонны составляет 78°С, раствор барботируют сухим

нагретым до 90 С природным газом с расходом 270 м на Гм раствора, полученную парогазовую смесь после выхода из колонны охлаждают в холодильнике первой ступени до 66°С, кон- денсируют в емкости воду, далее парогазовую смесь подают в холодильник второй ступени и охлаждают до -18 С, конденсируют метанол и отводят газ снова на стадию ректификации, Получа- ют 81,52 мл водно-метанольного раствора, концентрация метанола 92%, степень извлечения 100%, продолжительность цикла 2,05 ч.

Результаты .проведенных исследова- НИИ приведены в таблице.

Производите1 ьность ректификационной колонны составляет 3 м /ч. Соответственно количество подаваемого на барботаж нагретого газа составляет 660-810 или 11-1-3,5 м /мин, или 0,183-0,225 .

Как видно из результатов исследований, при снижении температуры наверху колонны до 70 С степень регене рации метанола снижается до 84% при концентрации метанола 68 об.% и увеличивается продолжительность процесса до 3 ч и расход газа до 360 м на 1 .м раствора (пример 5). ,

При повьшении температуры до 85 С уменьшается степень извлечения метанола до 80% при снижении концентраци целевого продукта до 63 об.% (пример 6),.

При снижении температуры газа до

65 С .уменьшается с.тепень извлечения метанола до 85% при снижении его концентрации до 76 об.% и увеличении продолжительности цикла до 2,6 ч и расхода газа до 350 м- на 1 м раствора (пример 4). . При увеличении температуры газа :до 95 С степень извлечения метанола

снижается до 81%, концентрация метанола - до 60 об..% (пример 7).

Температура в холодильнике первой ступени 65-66°С выбрана с учетом точки росы метанолаJ которая .на 0,5- Q 1,5 С ниже указанного интервала, т.е. при 63-64 С вместе с водой конденсируется метанол, что приводит к его потере на первой ступени охлаждения, при температуре вьше 66°С.происходит уменьшение конденсации воды на первой ступени и, как следствие, снижение концентрации метанола на втор.ой ступени до 75 об Л (пример 9).

330124

5

0

5 о

5

5

Q

При повышении температуры в холодильнике второй ступени до -12 С снижается степень регенерации метанола до 80% при концентрации 85 об,%, понижение температуры ниже -20 С зконо- мическинецелесообразно, так как увеличивает энергозатраты, не улучшая показатели процесса. .

Пример 10, Водногметанольный раствор с концентрацией 10 об.% и расходом 3 м /ч подают в ректификационную колонну на 14 тарелку, где поддерживают температуру верха 77 С, низа - 108 Cj одновременно барботиру- ют нагретым до 80 С природным газом, который подают вниз колонны (750 м/ч),

Полученную парогазовую смесь подают в холодильник I ступени, где температура составляет 66 С, сконденсированную воду собирают в емкости 7, далее парогазовую смесь (пары метанола и газ) подают в холодильник II ступени, охлаждают до температуры -18°С. Сконденсированный метанол собирают в емкости 12, который оттуда подают для повторного использования, . а газ подают снова на стадию контактирования с BMP. При этом количество сконденсированной воды составляет 0,1 м /ч, метанола - 0,32 м /ч (концентрация-метанола 95 об,%).

Необходимое количество таза для осуществления способа циркулируют в системе.

Предлагаемый способ регенерации метанола процесса предотвращения гид- ратообразования природного газа по сравнению с известным позволяет повысить степень регенерации метанола до 100%,концентрацию регенерированного до 90-95 об.%, сократить длительность цикла регенерации в 1,6 раза, сократить расход пропускаемого газа в 1,4-1,8 раза на 1 м раствора при сохранении постоянного его объема вследствие замкнутости цикла регенерации.

Формула изобретение,.

Способ регенерации метанола процесса предотвращения гидратообразо- вания природного газа, включающий ректификацию его водно-метанольного раствора, контактирование с природным газом при повьшенной температуре С последующим охлаждением парогазовой смеси и конденсацией метанола,; отл ичающийся тем, что

с целью повьшения степени извлечения метанола, ректификацию осуществляют при температуре верха колонны 75- , природный газ подают на контактирование в ректификационную колонну с.температурой 70-90°С, а охлажПо предлагаемому спосову

5,00,0

10,00,0

15,00,0

15,00,0

10,02iO

10,00,0

10,00,П

20,00,0

10,00,0

5,00,0 .

10,00,0

15,00,0

1100,25

1080,28

1050,3

1060,25 1050,3 1080,2Ь

1070,28 МО0,3

1080,3

13

U15

15

13

14

15

13

40 40 40 40 40 40 40 40 40

75

80,

78

75

70

85

75

ВО

78

70

ао

90 63 70 90 1 95 75 75

По HTBt CTiinMy cnocofiy 65 25 А5 23

- - 65 21

дение парогазовой смеси осуществляют в две ступени, причем на первой ступени - при температуре 65-66 С, на второй ступени - при температуре (-15)(-20) с, а выделенный газ возвращают на стадию ректификации.

70

ао

90 63 70 90 1 95 75 75

265

1,9866

2.0566

2.666 3,065 2,066 2,065 2,065 2,070

-15 -20 -18 -17 -15 -17 -15 -12 -18

220 250 270 320 360 280 250 270 270

cofiy 25 23

21

1,2 3.4 3,6

10 12 15

90 95 92 76 68 63 60 85 75

320 40 ЗИО 50 500 43

100

too

100 85 84 80 81 80 93

85

75 82

Изобретение касается алифатических спиртов, в частности регенерации метанола (МТ), который может быть использован в процессе предотвращения гидратообразования природного газа при его промысловой подготовке для транспортировки. Повышение степени извлечения МТ из его водных растворов достигается другими условиями процесса. Регенерацию МТ ведут ректификацией его водного раствора при температуре верха колонны 75-80 с. Одновременно в колонну подают на контактирование природный газ, нагретый до 70-90 С. Полученную парогазовую смесь охлаждают в две ступени: сначала до 65-6б С, а затем до (-15)-(-20) с. Выделенный газ возвращают на стадию ректификации. Способ позволяет повысить степень регенерации МТ до 100%, концентрацию регенерированного МТ до 90-95 об.%, сократить длительность цикла регенерации в 1,6 раза, расход газа в 1,4-1,8 раза на 1 МТ. 1 ил., 1 табл. м раствора (Л

t-75-90 C

gfffa

i

3

вир

г

2

/

f 70-SS C

Составитель Н.Капитанова Редактор Н.Киштулинец Техред В.Кадар

Заказ 3537/25

Тираж 371Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

.Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4.

Корректор С.Шекмар