Способ осушки и очистки природного газа от жидких углеводородов Советский патент 1992 года по МПК B01D53/02 B01D53/26 

. Изобретение относится к процессам адсорбционной осушки и отбензинивания газов, широко применяемым в нефтехимической, газовой, нефтяной, электронной промышленности, приборостроении и других отраслях народного хозяйства, в частности при осушке природных и/попутных газон, воздуха, инертных газов и т.п.

Наиболее близким к предполагаемому по технической сущности и достигввлллму результату является способ осуШкикот® зинивания газа путем адсор&цт вдет и углеводородов на синтетических цесми гах типа Аи X при 20-40С и давлении -WHSO Kfc/CM с последующей регенерацией нашщенного цеолита продувкой осушенньйм газом при 320-350°С. При зтом точка росы осушенного газа достигает (-60) -(-65)°С;

Однако способ характеризуется недостаточно высокой адсорбционной способностью цеолита по углеводородам.

составляющей 60-65 мг/см , низкой механической прочностью, а также относительно высокой их стоимостью.

Цель изобретения-увеличение степени Очистки природного газа от жидких углеводородов.

Поставленная цель достигается способом осушки природного газа путем адсорбции влаги и углеводородов на цеолитсодефжащем сорбенте с последующей регене|1а ией насыщенного сорбента продувкой ча&Гыо осушенного газа при 320-350°С, в в качестве сорбента используют от|)1а6отанный в процессе адсорбции меркаптанов цеолит NaX с содержанием кокса 8-10 мас.% предварительно измельченный с добавлением 10-15 мас.% бентонита, гранулированный и термообработанный при 400-500С.

Данный способ позволяет при сохранении глубины осушки газа в интервале (-65)(-70)°С увеличить адсорбционную способность цеолита по жидким углеводородам (на примере гептана) от 60-65 до 80-90 мг/см , а также его механическую прочность с 0.650,7 до 0,9-1,0 кгс/мм.

При проведении экспериментальных исследований установлено, что адсорбированные в процессе демеркаптанизации природного газа цеолитом NaX амины, гликоли и углеводороды во время высокотемпературной регенерации десорбируются не полностью и, постепенно накапливаясь на его поверхности, снижают адсорбционную емкость по влаге и глубину осушки газа. Кроме того, механическая прочность синтетического цеолита NaX не превышает 0,65 кгс/см и при его эксплуатации в адсорбционных процессах, где давление в адсорбере составляет 5,0-6,0 МПа, наблюдается его интенсивное измельчение.

При осуществлении процесса высокотемпературной термообработки при 400500°С отработанного цеолита, подвергнутого переработке по предлагаемому способу, наблюдается выгорание оставшейся на поверхности цеолита части неадсорбированных углеводородов с образованием вторичных пор, которые способствуют увеличению адсорбционной способности цеолита по жидким углеводородам (например, по гептану), а добавлением 10-15 мас.% бентонитовой глины приводит к увеличению механической прочности цеолита.

Такой механизм образования вторичных пор на поверхности цеолита не противоречит существующим положениям, а увеличение его адсорбционной способности по углеводородам за счет образования кокса объясняется формированием на поверхности цеолита углеводородного адсорбента.

При проведении экспериментальных исследований также установлено, что для получения положительного эффекта в части увеличения адсорбционной способности по жидким углеводо{3одам (на примере гептана) необходимо использование именно отработанного цеолита типа NaX с содержанием коксовых отложений 5-8 мае. %, измельченного с добавлением 10-15 мас.% бентонитовой глины, отгранулированного и подвергнутого воздействию температур 400-500С. Эти признаки являются строго необходимыми для эффективного проведения процесса осушки и отбензинивания.

Так, при использовании других типов цеолитов (например, NaA, СаА) адсорбция жидких углеводородов практически не происходит, так как адсорбционная способность исходного образца по углеводородам низка. При использовании менее 10% бен.тонитовой глины увеличение механической прочности незначительно, а добавление в

состав цеолита более 15% глины приводит

к ухудшению его сорбционных свойств. Увеличение температуры термообработки гранулированного цеолита выше 500°С может привести к разрушению его

0 каркаса, а при температуре ниже 400°С не достигается необходимая прочность адсорбеКта.

Использование цеолита с содержанием кокса до 5% не приводит к заметному улучшению адсорбционных свойств по углеводородам, а увеличение содержания коксовых отложений на поверхности цеолита свыше 8% практически невозможно. Пример 1. 90 г отработавшего в

0 процессе демеркаптинизации газа цеолита с содержанием коксовых отложений 5 мас.% и 10 г бентонитовой глины измельчают до тонины 50 мкм перемешивают до получения однородной массы, проводят

5 грануляцию к последующую термообработку полученных гранул при 400°С. Полученные гранулы цеолита загружают в реактор и через него пропускают природный газ. содержащий пары воды и жидких углеводородов, при 20-25 С и линейной скорости 0,15 м/с.

Адсорбцию проводят до насыщения цеолита парами воды, которое определяется по увеличению точки росы осушенного газа.

5 При этом активность цеолита по жидким углеводородам (на примере гептана) составляет 82 мг/см, а его механическая прочность 0,9 кгс/см.

После адсорбции проводят регенерацию цеолита при и продукты десорбции собирают в ловушку, охлажденную до-30°С.

Далее цеолит подключают на адсорбцию и осушку продолжают до проскока вла5 ги за слой цеолита.

Остальные примеры сведены в таблицу и осуществляются по методике примера 1. Из таблицы следует, что вне предлагаемых числовых интервалов снижается адсорбционная способность цеолита по жидким углеводородам, либо его механическая прочность, что приводит к ухудшению показателей технологического процесса в це лом. ,

5 Адсорбент, получаемый из производственного отхода по указанной методике, прошел лабораторные исследования в течение года. При этом его активность по гептану упала всего на 6% от начальной, а механическая прочность оставалась на исходном

уровне. При идентичных условиях активность свежего цеолита NaX после 4 мес упала на 24%, в механическая прочность составила 0.58 кгс/мм.

Экономический эффект от внедрения предлагаемого способа, складывается из улавливания жидких углеводородов, уносимых газом, с дальнейшим их использованием в народном хозяйстве, а также увеличение срока службы адсорбента за счет сохранения его высокой механической прочности.

Формула изобретения Способ осушки и очистки природного газа от жидких углеводородов, включающий их адсорбцию на цеолитсодержащем сорбенте с последующей регенерацией насыщенного сорбента, отличающийся тем, что. сцелью увеличения степени очистки, в качестве последнего используют отработанный в процессе адсорбции меркаптанов цеолит NaX с содержанием кокса 5-8 мае,%, предварительно измельченный с добавлением 1015% бентонита, гранулированный и термообработанный при 400-500°С,

Изобретение относится к адсорбционным процессам и может найти применение в газовой, нефтехимической и других отраслях промышленности для процессов осушки :и отбензинивания газов. Цель изобретения - увеличение степени очистки и механической прочности сорбента. Адсорбцию предложено проводить на отработанном в процессе демеркаптанизации газа цеолите, предварительно измельченном с добавлением 10-15 мае. % бентонитовой глины, гранулированном и термообработанном при температуре 400-500°С. 1 табл.