Абсорбент для очистки и осушки природного газа Советский патент 1992 года по МПК B01D53/26 

Изобретение относится к подготовке газа к транспорту, а точнее к осушке и удале нию тяжелых углеводородов из природного газа.

Известны поглотители для осушки газа на основе гликолей.

Однако их нельзя использовать для очистки природного газа от тяжелых углеводородов из-за низкой растворимости углеводородов в этих поглотителях.

Наиболее близким к предлагаемому по сущности и достигаемым результатам является поглотитель для природного газа, содержащий в качестве основного компонента гликоль, а в качестве дополнительного компонента - октиловый спирт в количестве 7,5-24%.

Недостатками известного поглотителя являются высокое давление насыщенного пара, приводящее к большим потерям поглотителя с очищенным газом, дороговизна, дефицитность и резкий запах, обусловленный присутствием летучего октилового спирта.

Целью изобретения является уменьшение потерь поглотителя в виде пара и устранение запаха при сохранении поглотительной способности по воде и углеводоро дам.

Поставленная цель достигается тем, что абсорбент для очистки природного газа на основе диэтиленгликоля содержит трибутилфосфат при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Диэтиленгликоль50-97

Трибутилфосфат3-50

Новизна предлагаемого изобретения заключается в использовании в двухкомпо- нентном абсорбенте на основе диэтиленгликоля в качестве добавки бут илового эфира ортофосфорной кислоты, который неограниченно смешивается с диэтиленгликолем.

В отличие от известного абсорбента в качестве второго компонента в предлагаемом абсорбенте на основе диэтиленгликоля

(Л

С

4

Ю

-ч со о чэ

используется не высоко летучий, обладающий сильным запахом октиловый спирт, а малолетучий, не обладающий запахом три- бутилфосфат (октанол кипит при 195,1°С, а трибутилфосфат при 289°С при атмосферном давлении).

Эффективность применения предлагаемого поглти ел1 оитована на том, что присутствие в его составе трибутилфосфата устраняет сильный запах, значительно уменьшает потери поглотителя в виде пара с очищенным газом при сохранении хорошей осушающей способности и поглотительной емкости по углеводородам.

Содержание трибутилфосфата в абсорбенте от 3 до 50 мае. % обусловлено тем, что а указанных пределах абсорбент имеет невысокое давление насыщенного пара и эффективно осушает и очищает от тяжелых углеводородов природный газ. При уменьшении концентрации трибутилфосфата ниже 3% резко уменьшается поглотительная способность абсорбента по углеводородам, а если содержание трибутилфосфата превышает 50%, то такой абсорбент плохо осушает газ.

Трибутилфосфат (С4НэО)зРО (три-н-бу- тиловый эфир ортофосфорной кислоты) - прозрачная бесцветная жидкость, кристаллизующаяся при -80°С. Кипит при 289°С (с разл.) при атмосферном давлении и при 162°С при 2 КПа, d420 0,9727, по 1,4226, 3,41 кПа с (при 25°С). Плохо растворим в воде (0,42 г/л при 16°С). Растворимость воды в трибутилфосфате 6,5 мас.%. Смешивается с обычными органическими растворителями, химически устойчив, практически не подвергается гидролизу.

Трибутилфосфат широко используется в аналитической .химии, при переработке ядерного горючего, разделении близких по свойствам элементов. Его также применяют в качестве пластификатора эфиров целлюлозы и пластических масс, а также как средство, предотвращающее вспенивание.

Предлагаемый абсорбент для одновременной осушки и очистки газа от тяжелых углеводородов может быть использован на существующих установках осушки газа. При этом эффективность регенерации его повышается из-за одновременного наличия в насыщенном абсорбенте воды и углеводородов, что объясняется образованием гете- роазеотропа воды и углеводородов.

П р и м 1. Через абсорбент, содержащий 97% диэтиленгликоля и 3% трибутилфосфата, при температуре 0°С пропускают метан, насыщенный парами гексана при этой температуре (давление 7 МПа). Точка росы осушенного метана 41,2°С. Поглотительная способность абсорбента по гексану 0,3 мас.%. Потери трибу-, тилфосфата (за счет испарения) 0,0019 г/1000 нм3 газа.

Пример 2. Через абсорбент, содержащий 90% диэтиленгликоля и 10% трибутилфосфата, при 0°С пропускают метан, насыщенный парами гексана при этой температуре. Точка росы осушенного метана

0 -39,1°С, Поглотительная способность абсорбента по гексану 1,6 мае,%. Потери трибутилфосфата 0,0066 г/1000 нм3 газа.

Пример 3. Через абсорбент, содержащий 80% диэтиленгликоля и 20% трибу5 тилфосфата, при 0°С пропускают метан, насыщенный парами гексана при этой температуре. Точка росы осушенного метана -35,0°С. Поглотительная способность абсорбента по гексану 3,6 мас.%. Потери три0 бутилфосфата 0,014 г/1000 нм3 газа.

П р и м е р 4. Через абсорбент, содержащий 70% диэтиленгликоля и 30% трибутилфосфата, при 0°С пропускают метан, насыщенный парами гексана при этой тем5 пературе. Точка росы осушенного метана -28,5°С. Поглотительная способность абсорбента по гексану 6,0 мас.%. Потери трибутилфосфата 0,023 г/1000 нм3 газа.

Пример 5. Через абсорбент, содер0 жащий 60% диэтиленгликоля и 40% трибутилфосфата, при 0°С пропускают азот, .насыщенный парами гексана при этой температуре. Точка росы осушенного азота -2б,2°С. Поглотительная способность

5 абсорбента по гексану 9,3 мас.%. Потери трибутилфосфата 0,032 г/1000 нм газа.

Пример 6. Через абсорбент, содержащий 50% диэтиленгликоля и 50% трибутилфосфата, при 0°С пропускают метан;

0 насыщенный парами гексана при этой температуре. Точка росы осушенного метана -24,8°С. Поглотительная способность абсорбента по гексану 14,0 мае. %. Потери трибутилфосфата 0,044 г/1000 нм3 газа.

5 . Пример. Через абсорбент, содержащий 90% диэтиленгликоля и 10% трибутилфосфата, при 0°С пропускают метан, насыщенный парами декана при. этой температуре. Точка росы осушенного метана

0 -38,6°С, Поглотительная способность абсорбента по декану 0,9 мас.%. Потери трибутилфосфата 0,066 г/1000 нм3 газа.

Пример 8. Через абсорбент, содержащий 75% диэтиленгликоля и 25% трибу5 тилфосфата, при 0°С пропускают азот., насыщенный деканом при этой температуре. Точка росы осушенного азота -33,9°С. Поглотительная способность абсорбента по декану 2,5 мас.%. Потери трибутилфосфата 0,018 г/1000 нм3 газа.

Пример 9. Через абсорбент, содержащий 60% дизтиленгликоля и 40% трибутилфосфата, при 0°С пропускают метан, насыщенный парами декана при этой температуре. Точка росы осушенного метана -25,7°С. Поглотительная способность абсорбента по декану 4.9 мас.%. Потери три- бутилфосфата 0,031 г/1000 нм3 газа.

Пример 10. Через абсорбент, содержащий 97% диэтиленгликоля и 3% трибу- тилфосфата, при 20.0°С пропускают метан, насыщенный парами гексана при этой температуре. Точка росы осушенного метана -30,4°С. Поглотительная способность абсорбента по гексану 0.3 мас.%. Потери три- бутилфосфата 0,002 г/1000 нм3 газа.

Пример 11. Через абсорбент, содержащий 90% диэтиленгликоля и 10% трибу- тилфосфата, при 20,0°С пропускают метан, насыщенный парами гексана при этой температуре. Точка росы осушенного метана -27.3°С. Поглотительная способность абсорбента по гексану 2,1 мас.%. Потеритри- бутилфосфата ОЮ41 г/1000 нм3 газа.

Пример 12. Через абсорбент, содержащий 80% диэтиленгликоля и 20% трибу- тилфосфата, при 20,0°С пропускают азот, насыщенный парами гексана при этой температуре. Точка росы осушенного азота 24.2°С. Поглотительная способность абсорбента по гексану 4,3 мас,%. Потери трибутилфосфата 0,089 г/1000 нм газа.

Пример 13. Через абсорбент, содержащий 70% диэтиленгликоля и 30% трибутилфосфата, при 20,0°С пропускают метан, насыщенный парами гексана при этой температуре. Точка росы осушенного газа -20.9°С. Поглотительная способность абсорбента по гексану 6,8 мас.%. Потери трибутилфосфата 0,14 г/1000 нм газа.

Пример 14. Через абсорбент, содержащий 60% диэтиленгликоля и 40% трибутилфосфата, при 20,0°С пропускают азот, насыщенный парами гексана при этой температуре. Точка росы осушенного газа -17,8°С. Поглотительная способность абсорбента по гексану 10,2 мас.%. Потери трибутилфосфата 0.20 г/1000 .

Пример 15. Через абсорбент, содер жащий 50% диэтиленгликоля и 50% трибутилфосфата. при 20,0°С пропускают метам, насыщенный парами гексана при этой температуре. Точка росы осушенного газа -16,1°С. Поглотительная способность абсорбента по гексану 15,7 мас.%. Потери трибутилфосфата 0,28 г/1000 нм газа.

Пример 16. Через абсорбент, содержащий 75% диэтиленгликоля и 25% трибутилфосфата, при 20.0°С пропускают метан, насыщенный парами декана при этой температуре. Точка росы осушенного метана -22,6°С. Поглотительная способность абсорбента по декану 3,1 мас.%. Потери трибутилфосфата 0,11 г/1000 нм газа. 5Пример 17. Через абсорбент, содержащий 60% диэтиленгликоля и 40% трибутилфосфата, при 20.0°С пропускают азот, насыщенный парами декана при этой температуре. Точка росы осушенного азота

0 -17,6°С. Поглотительная способность абсорбента по декану 5,8 мас.%. Потери трибутилфосфата 0,19 г/1000 нм газа.

Пример 18. Через абсорбент, содер жащий 97% диэтиленгликоля и 3% трибу

5 тилфосфата. при 40.0°С пропускают метан насыщенный парами гексана при этой температуре. Точка росы осушенного метана -22,5°С. Поглотительная способность аб сорбента по гексану 0,3 мас.%. Потери три

0 бутилфосфата 0,060 г/1000 нм3 газа.

Пример 19. Через абсорбент, содер жащий 90% диэтиленгликояя и 10% трибу тилфосфата, при 40,0°С пропускают метан, насыщенный парами гексана при этой тем

5 пературе. Точка росы осушенного метана -17,7°С. Поглотительная способность абсорбента по гексану 2.6-мас.%. Потери трибутилфосфата 0,21 г/1000 нм газа.

Пример 20. Через абсорбент, содер0 жащий 95% диэтиленгликоля и 15% трибутилфосфата, при 40,0°С пропускают метай, насыщенный парами декана при этой температуре. Точка росы осушенного метана -15,2°С. Поглотительная способность аб5 сорбента по декану 2,5 мас,%. Потери трибутилфосфата 0,32 г/1000 нм газа.

П.р и м е р 21. Через абсорбент, содержащий 75% диэтиленгликоля и 25% трибутилфосфата, при 40,0°С пропускают азот,

0 насыщенный парами декана при этой температуре. Точка росы осушенного азота -12,9°С, Поглотительная способность абсорбента по декану 3,7 мас.%. Потери трибутилфосфата 0.57 г/1000 нм газа.

5 Пример 22. Через абсорбент, содержащий 60% диэтиленгликоля и 40% трибутилфосфата, при 40,0°С пропускают азот, насыщенный парами гексана при этой температуре. Точка росы осушенного азота

0-10,8°С. Поглотительная способность абсорбента по гексану 11,2 мас.%. Потери трибутилфосфата 1,03 г/1000 нм3 газа.

П р и м е р 23. Через абсорбент, содержащий 50% диэтиленгликоля и 50% трибу5 тилфосфата, при 40.0°С пропускают метан, насыщенный парами гексана при этой температуре. Точка росы осушенного метана -9,7°С. Поглотительная способность абсорбента по гексану 16,8 мас.%. Потери трибутилфосфата 1,40 г/1000 нм газа;

Осушающая и поглотительная (по отношению к гексану и декану) способность смесей ди этил ё нгл и кол ь-три бути л фосфат (ДЭГ-ТБФ) приведена в табл.1.

Потери октилового спирта с газом иллюстрируются следующими примерами.

Пример 24. Через абсорбент, содержащий 92,5% диэтияенгликоля и 7,5% октилового спирта, пропускают метан при 0°С и давлении 7 мПа. Потери октилового спирта за счет испарения 0,68 г/1000 нм газа.

Пример 25. Через абсорбент, содержащий 76% диэтиленгликоля и 24% октилового спирта, пропускают метан при 0°С и давлении 7 мПа. Потери октилового спирта 2.24 г/1000 нм3 газа.

Пример 26. Через абсорбент, содержащий 92,5% диэтиленгликоля и 7.5% октилового спирта, пропускают метан при 20°С и давлении 7 мПа. Потери октилового спирта 4,74 г/1000 нм3 газа.

Пример 27. Через абсорбент, содержащий 76% диэтиленгликоля и 24% октилового спирта, пропускают метан при 20°С и давлении 7 м Па. Потери октилового спирта 15,7 г/1000 нм3 газа.

Пример 28. Через абсорбент, содержащий 92,5% диэтиленгликоля и 7,5% октилового спирта, пропускают метан при 40°С и давлении 7 мПа. Потери октилового спирта 25,8 г/1000 нм3 газа.

Пример 29. Через абсорбент, содержащий 76% диэтиленгликоля и 24% октилового спирта, пропускают метан при 40°С и давлении 7мПа. Потери октилового спирта 85,1 г/1000 нм3 газа.

Данные потерь.октилового спирта в виде пара в процессе очистки газа абсорбентом, состоящим из ДЭГа и октилового

спирта, при давлении очищаемого газа 7мПа приведены в табл.2.

Из приведенных примеров видно, что при минимальной концентрации октилового

спирта в абсорбенте его потери при 0°С за счет испарения составляют 0.68 г/1000 нм3 газа, а потери трибутилфосфата при его минимальной концентрации и той же температуре - 0,0019 г/1000 нм3 газа. При

максимальной концентрации и той же температуре эти потери составляют соответственно 2,24 и 0,044 г/1000 нм3 газа. При более высоких температурах потери предлагаемого абсорбента, как видно из приведенных примеров, также в десятки и сотни раз ниже потерь аналога.

Как следует из приводимых примеров предлагаемый абсорбент эффективно удаляет влагу и тяжелые углеводороды из газа.

Хорошая поглощающая способность предлагаемого абсорбента по влаге и углеводородам сочетается с пониженным давлением насыщенного пара по сравнению с известным, что приводит к значительному

уменьшению потерь абсорбента в виде пара с очищенным газом. К тому же смеси ДЭГа с ТБФ не обладают запахом и являются более дешевыми.

Формул а-изобретения

Абсорбент для очистки и осушки природного газа от тяжелых углеводородов на основе диэтиленгликоля, отличающий- с я тем, что, с целью уменьшения потерь абсорбента в виде пара с очищенным газом

и устранения запаха, он дополнительно содержит трибутилфосфат при следующем соотношении компонентов, мас.%: Диэтиленгликоль50-97

Трибутилфосфат3-50

Изобретение относится к подготовке природного газа к транспорту, а именно к осушке и удалению тяжелых углеводородои из природного газа. Для уменьшения по терь поглотит°ля в виде пара и устранение запаха при сохранении поглотительной спо собности по воде и углеводородам используют абсорбент для очистки природного газа на основе диэтиленгликоля, который дополнительно содержит грибутилфосфат при следующем соотношении компонент on. %: диэ тиленгяиколь 50-97:. трибутилфосфат 3-50. 2 табл.

Таблица 1

Продолжение табл. 1

Продолжение табл. 1

Та бл и ц а 2