Способ регенерации абсорбентов на основе гликолей Советский патент 1991 года по МПК B01D53/26 

Изобретение относится к технологии регенерации растворов гликолей, используемых в качестве абсорбента на установках осушки природного газа и может быть использовано для обезвоживания абсорбентов на основе гликолей (диэтиленглнколя - ДЭГ, триэти- ленгликоля - ТЭГ) в ректификационных блоках, входящих в состав установок подготовки природного газа к дальнему транспорту.

Цель изобретения - повышение степени обезвоживания растворов гликолей в процессе регенерации абсорбентов при технически возможных минимальных потерях гликолей и метанола.

Водометанольные растворы гликолей согласно предлагаемому способу регенерируют в общем виде следующим образом.

Отработанный абсорбент непрерывно отбирают на установку регенерации, смешивают с метанолом в избранном соотношении, подогревают в рекуперативном теплообменнике потоком регенерированного абсорбента,

нагревают до температуры выше точки кипения воды, но ниже температуры начала термодеструкции гликолей (для ДЭГа 165°С, ТЭГа - 206°С и т. д.) в подогревателе и направляют в кубовую часть первой ступени ректификационной колонны. Регенерированный раствор гликоля выводят из нижней части первой ступени колонны и на- пр авляют на осушку газа. Пары воды и ме- та нола поднимаются в верхнюю часть первой ступени ректификационной колонны, где поддерживают температуру 100 - 105°С. Сконденсировавшиеся в верхней части первой ступени колонны пары поступают в нижнюю часть второй ступени, где происходит разгонка образовавшейся водометаноль- ной смеси при 95-99°С. Водяной конденсат выводят из нижней части второй ступени ректификационной колонны. Паровая фаза поступает в верхнюю часть второй ступени колонны, где поддерживают температуру 65-70°С, и конденсируется в дефлегматоре. Жидкий метанол с концентрацией

оэ to

to

97-99 мас.% отводят из колонны. Часть полученного метанола направляют в емкость для добавления к регенерируемому раствору, а остальную часть выводят из системы регенерации для повторного использования в качестве ингибитора гидратообразования.

Сущность изобретения поясняется примерами его осуществления.

Для всех примеров соблюдались следующие условия: в качестве объекта исследований служили отработанные абсорбенты представляющие собой смеси «гликоль-вода-метанол и составленные для примеров 1-8 на основе диэтиленгликоля (ДЭГа); для примеров 9-13 - на основе триэтилен- гликоля (ТЭГа).

Содержание влаги в отобранных пробах составляло от 2,5 до 4,5 мас.%, содержание метанола 0,5-1,5 мас.%. Были приготовлены аналогичные по составу водометанольные растворы ТЭГа. Указанные смеси регенерировали согласно предлагаемому способу и по способу, выбранному в качестве прототипа, а затем определяли осушающую способность регенерированных абсорбентов, контактируя их с осушаемым газом и определяя точку росы обработанного газа Степень обезвоживания гликолей определяли титрованием отработанных проб с помощью реактива Фишера.

Технология промысловой обработки природного газа включает следующие стадии: закачку метанола в поток газа для инги- бирования, процесса гидратообразования, осушку газа абсорбентом на основе гликоля, регенерацию отработанного абсорбента. Средний состав газа Уренгойского месторождения (сеноманская залежь) следующий, мас.%: метан 98,23; этан 0,32, пропан 0,01; бутан 0,01; азот 1,15; диоксид углерода 0,28. Давление ,2 МПа, температура на первой ступени сепарации , температура образования гидратов t, 19°C. Для снижения температуры гидратообразования на Д( и, в газовый поток закачивают 80%-ный раствор метанола в количестве 0,776 кг/1000 м . Введенный ингибитор гидратообразования распределяется следующим образом: 0,421 кг/1000 м3 находится в газовой фазе; 0,040 кг/1000 м3 растворяется в выделенном на первой ступени сепарации газовом конденсате; 0,315 кг/ /1000 м| растворяется в выделенной в сепа- ра горе воде Находящийся в газовой фазе м.с,- (Оилее 50% от вводимого количества) поступает на установку гликолевой осушки природного газа. При применяемых удельных расходах абсорбента 15-20 кг/ /1000 м на абсорбционном оборудовании установок гликолевой осушки (1-2 теоретические тарелки или 8-10 практических) извлекается 40% метанола, находящегося в газовой фазе. Следовательно, концентрация метанола в отработанном абсорбенте, поступающем на регенерацию, в зависимости от

удельного расхода (кратности орошения)

составляет 0,841 мас.% или 1,12 мас.%.

В зимнее время необходимо осушить газ

до температуры точки росы минус 20°С, а в летнее - до температуры точки росы минус 10°С.

Пример I. Регенерацию раствора проводят по способу, выбранному в качестве прототипа. Состав регенерируемой смеси,

мас.%: ДЭГ-91,6; метанол 3,9; вода 4,5. Абсорбент указанного состава нагревают до 80-90°С и подают в первую (верхнюю) ступень ректификационной колонны, где из регенерированной смеси отгоняют метанол

и воду. Концентрация полученного таким способом водометанольного раствора составляет, мас.%: метанол 69, вода 31. Полученный раствор непригоден для использования в качестве ингибитора гидратообразования вследствие низкого содержания в нем ме0 танола и требует дополнительного концентрирования. Бинарную смесь гликоль-вода дополнительно нагревают до 165°С и подают во вторую (нижнюю) ступень ректификационной колонны, где из нее отгоняют воду.

5 Состав регенерированного абсорбента, мас.%: ДЭГ-96,9; вода 3,1; метанол - следы. Точка росы газа, осушенного раствором ДЭГа указанного состава, составляет +2°С, что не соответствует требованиям к качеству газа, подаваемого в магистральный

0 газопровод.

Примеры 2 и 3. Эксперименты по примерам 2 и 3 проводят по технологии, аналогичной примеру 1. Содержание метанола в регенерируемой системе составляет соответственно 6,3 и 7,7 мас.% (см. 3 колонку таб5 лицы). Полученные результаты приведены в таблице (см. колонки 5 и 7 таблицы).

Пример 4. Регенерацию раствора ДЭГа одного и того же состава проводят как согласно предлагаемому способу, так и по способу, выбранному в качестве прототипа. Состав регенерируемой смеси, мас.%: ДЭГ - 89,3; метанол 8,1; вода 2,6. Состав раствора гликоля, полученный его регенерацией по способу, выбранному в качестве прототипа, мас.%: ДЭГ - 98,24; вода 1,76.

5 Концентрация полученного этим способом раствора метанола составляет 73 мас.%, что делает его непригодным для повторного использования в качестве ингибитора гидратообразования. В процессе осушки газа регенерированным раствором ДЭГа указанного

0 состава была достигнута точка росы, равная -6,5°С.

На регенерацию согласно предлагаемому способу поступает трехкомпонентная смесь следующего состава, мас.%: ДЭГ - 95,88; метанол 1,12; вода 3,0. Отработанный абсор5 бент указанного состава непрерывно отбирают из процесса осушки, добавляют в регенерируемую смесь раствор метанола концентрации 97 мас.%, доводя его содержа0

ние в регенерируемой смеси до 8,1 мас.%, и получают смесь такого же состава, который регенерируют по способу, выбранному в качестве прототипа. Нагревают откорректированную смесь до 164°С (выше температуры точки кипения воды, но ниже температуры начала термодеструкции ДЭГ на ГС) и направляют в первую ступень ректификационной колонны. После выделения в первой ступени ректификации водометанольной смеси содержание воды в регенерирован- ном растворе ДЭГа составляет 1,23 мас.%. Паровую смесь воды и метанола направляют во вторую (верхнюю) ступень ректификационной колонны, где проводят разделение метанола и воды. Температуру в верхней части второй ступени ректификации поддерживают равной 66°С. Полученный раствор метанола концентрацией 98 мас.% выводят из системы регенерации и направляют в процесс ингибирования гидратсюб- разования. Регенерированный адсорбент на- правляют в абсорбер установки осушки природного газа, где достигнута точка росы, равна -8,5°С.

Данные примера свидетельствуют о том, что согласно предлагаемому способу регенерации достигнута более высокая степень обезвоживания раствора гликоля.

Примеры 5-8. Эксперименты по примерам 5-8 проводят по технологии регенерации абсорбентов согласно предлагаемому способу, аналогично примеру 4, корректируя содержание метанола в регенерируемой смеси до значений, указанных в таблице (колонка 3). Полученные результаты приведены в таблице (колонки 4 и 6).

Пример 9. Регенерацию растворов ТЭГ по предлагаемому способу проводят следующим образом. Отработанный абсорбент непрерывно отбирают из процесса осушки.

Он представляет собой трехкомпонентную смесь следующего состава, мас.%: ТЭГ 96,0; метанол 1,0; вода 3,0. В поступающую на регенерацию смесь добавляют метанол, доводя его концентрацию до 8 мас.%, нагревают откорректированную смесь до 205°С (выше температуры кипения воды, но ниже температуры начала термодеструкции ТЭГ на 1°С) и направляют в первую ступень ректификационной колонны. Содержание влаги в регенерированной смеси, определенной титрованием реактивом Фишера, составляет 1,3 мас.%. Температура точки росы газа, осушенного этим раствором ТЭГ, равняется -9°С. Температуру в верхней части второй ступени ректификации поддерживают 66°С. Полученный раствор метанола концентрацией 98 мас.% выводят из системы регенерации и направляют в процессе ингибирования гидратообразования.

Данные по результатам экспериментов приведены в таблице.

Формула изобретения

1.Способ регенерации абсорбентов на основе гликолей, включающий непрерывный отбор отработанного абсорбента, его нагрев, двухступенчатую ректификацию, сброс воды и подачи регенерированного гликоля потребителю, отличающийся тем, что, с целью повышения степени регенерации, в отбираемый на регенерацию абсорбент дополнительно вводят метанол до его суммарной концентрации в абсорбенте 8,5-20,0 мас.%, а смесь нагревают до температуры выше точки кипения воды, но ниже температуры начала термодеструкции гликолей.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что нагрев абсорбента, содержащего диэтилен- гликоль, осуществляют до 165°С, а содержащего триэтиленгликоль до 206°С.

1 2 3 4 5 6 7 8 9

1 2 3

ДЭГ ЛЭГ ДЭГ ДЭГ ДЭГ ДЭГ ДЭГ ДЭГ

тэг тэг тэг тэг

тэг

3,9

6,3

7,7

8,1

28,5

14,0

20,0

21 ,0

8,0

8,5

13,5

20,0

21,0

-8,5

-10,0

-16,0

-20,0

-20,5

-9,0

-10,0

-16,0

-20,0

-21 ,0

1,23 1 ,10 0,75 0,55 0,52 1 ,30 1,15 0,93 0,80 0,76

3,10 2,71 2,11 1,76

Изобретение относится к технологии регенерации растворов гликолей, используемых в качестве абсорбента на установках осушки природного газа. Цель изобретения - повышение степени обезвоживания растворов гликолей при технически возможном минимуме потерь гликолей и метанола в процессе регенерации абсорбентов. Способ предусматривает непрерывный отбор отработанного абсорбента из процесса осушки, добавление к нему метанола до его суммарного содержания в регенерируемом растворе 8,5-20 мас.%, нагрев откорректированной смеси до температуры выше точки кипения воды, но не превышающей температуры начала термодеструкции гликолей, двухступенчатую ректификацию, сброс воды, возврат регенерированного раствора гликоля в процесс абсорбции влаги и регенерированного метанола в процесс подавления гидратообразования. 1 з. п. ф-лы, 1 табл.