Способ выделения сероводорода изгАзОВОй СМЕСи Советский патент 1981 года по МПК C10K1/00 B01D53/14 

Изобретение касается способа селективной абсорбции сероводорода и серных соединений из газовых смесей природных или синтетических газов, газов нефтеперерабатываквдих заводов или газовых смесей, включающих H,,S и СО2 . Известны способы выделения сероводорода из газовой смеси путем обработки ее абсорбентом, например диметилсульфоксидом диметилметилэтил-, диэтиламйдом f2, при температуре 10-65 С и давлении выше 14 атм в колонном аппарате. Однако эффективность указанных а сорбентов недостаточна. Целью изобретения является повышение эффективности процесса. Поставленная цель достигается тем, что в качестве абсорбента используют тиодиэтиленгликоль или димети.пдитиодиэтилэфир, или N-метилтиопирролидон при проведении процес са абсорбции при температуре 5-80 С в колонном аппарате при повышенном давлении. Желательно процесс вести при.дав лении 39,2-98 ат. Растворители используют в смеси . с г 20% воды так, чтобы довести вязкость до величины ниже 10 сП. В таблице приведено сравнение свойств трех эталонных физических растворителей (кислородсодержащих аналогов) и серных растворителей, производных от первых посредством замены атомом серы атома кислорода или очень близких производных (давление 10 ат, температура 40°С). При переходе от растворителя, насыщенного кислородом, к серному растворителю наблюдается следующее: снижение лишь на несколько процентов растворимости H2S, что не создает серьезного препятствия, так как величины растворимости остаются значительными и изменяются от 1,5 до 3,0 вес.% при атмосферном давлении и (эта растворимость значительно увеличивается при снижении температуры), значительное снижение растворимости величина этой растворимости делится в среднем на 1,8. Таким образом, растворимость пр.. 40с, которая является отношением

растворимостей H2S и СО2 при этой температуре, равна для серных растврителей в среднем удв.оенной растворимости, измереннойхдля соответствующих кислородсодержащих растворителей.

Отмечаемые таким образом значительные величины селективности ещ более повышаются,дри низких темпера турах- (10-20 с) , причем раствориМость H2.S увеличивается значительно быстрее, чем растворимость СО2, когда снижается температура.

Наблюдается также снижение растворимости насзьаденных углеводородов при прочих равных условиях по сравнению с эталонными кислородсоде$5Жащими растворителями. Величина растворимости делится на коэффициент от 3 до 4.

Ниже приведены некоторые абсорбционные свойства одного из заявленных в изобретении растворителей диметилдитиодиэтилэфира при давлени 10 атм.

Абсорбция при 40®С, вес.% 19

Абсорбция СО-при , вес.%4,0

Селективность НлЗ/СОяЯри 40 С, вес.% ,75

Абсорбция при 15с, вес.%о 57

Абсорбция СО2 при 15 С, вес.%6,-О

Селективность при , вес.% 9,5 Абсорбция СН при 40°С, вес. % 0,09

Абсорбция СНд при ОС, вес.%0,1

Эти низкие растворимости позволяют значительно снизить оборот рекперированных газов во время первого дросселирования, что вызывает сущесвенное снижение производственных затрат по сравнению с известными спсобами .

В то же время замещение одного илинескольких атомов серы одним или несколькими атомами кислорода в одной молекуле .значительно снижает упругость пара соответствующего расвори;теля, что особенно ценно для .серных растворителей предлагаемого

способа, так как любая потеря растворителя в очищенном газе вызывает , кроме дополнительных затрат, увеличение содержания общей серы в очищенном газе, чего именно и стремятся избежать.

В примерах 1 и 2 приведены рабочие условия и составы различных газовых и жидких потоков, получаемые на установках, использующих растворители согласно изобретению.

Пример. Сырой природный газ состава, об.%: СН 75, 15, С02. 9,8, 0,2 поступает во входной сепаратор установки для селективного обессеривания при температуре 20°С и общем давлении 80 ат. Расход сырого газа 500 тыс. MVcyT. Этот газ обрабатывают противоточно в абсорбере 12,5 т/ч N-метилтиопирролидона. Температура в абсорбере 40°С. Обогащенный растворитель дегазируют в баллоне для дегазации при . Извлекают 0,2 т/ч газа, содержащего, 06.%: СН 31,4, 46, СО2 22,6, т.е. объемный расход представляет лишь 0,77% от расхода на входе. Растворитель регенерируют нагревайнем при 12(f С и при раоаирении, затем обрабатывают в противотоке водяным паром. Получаемый кислый газ, подаваемьгй в установку, содержит, об.%: 97,1, СН40,2, СО 2,7 (по сравнению с сухим )

Пример 2. Осуществляют селективное обессеривание такого же газа, как и.в предьздущем примере. Ежесуточный расход составляет , 2 млн.м. Этот газ обрабатывают прогивоточно Б абсорбере 82 ,б т/ч диметащгитиодиэтилэфира. Температура в абсорбере - .

Обогащенный растворитель расширйется, как в прерыдуадем случае, при давлении 33 атм. Получаемый газ содержит, Об.%: СН4 44, HjSjSS, COg 21 Удельный расход газового топлива составляет 1,24 т/ч, т.е. 1,55% от расхода сырого газа. Кислый газ, получаемый посредством генерирования растворителя,имеет следующий состав, об.%: 91, COg 7,8, ,2 . Получаемый очищенный,газ, соответствует техническим условиям.

11,2

1,2 10,6

5,5 35,7

0,12 0,029 0,17 0,0085 1,58 0,88 Растворитель Абсорбция Абсорбция ftf- СО, вес.% вес.%

к

При 26 с.

Формула изобретения

1, Способ выделеиия сероводорода из газовой смеси путем обработки ее абсорбентом в колонном аппарате при повышенном давлении и температуре , отличающийся тем, что, с целью повьоцеиия селективности процесса, в качестве абсорбейта используют тиодиэтилеигликоль или диметилдитиодизтилэфир, или N-метилтиопирролидон.

.Продолжение таблицы

5 5 2. Способ по п. 1, о

т л и ч а ющ и и с я тем, что процесс при давлеиии 39,2-98,0 ат.

Источиикн информации, 20 принятие во внимание при экспертизе

. 2. Патент Аиглии 960751, 25 кл. С 5 Е, опублик. 1965 (прототип). Селектив- Абсорбция Упругость ность, СН, .пара, H,S/CO, вес.% мм рт.ст.