Способ очистки природного газа от сернистых примесей Советский патент 1982 года по МПК B01D53/02 

(54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ПРИРОДНОГО ГАЗА ОТ СЕРНИСТЫХ

ПРИМЕСЕЙ

I

Изобретение относится к очистки природного газа от сернистых примесей и может использоваться в газовой, нефтяной и химической промьшшенности дпя подготовки природного газа, применяемого в качестве сырья для нефтехимического синтеза.

Известен способ очистки природного газа на синтетических цеолитах типа СаА и NaX. Очистку согласно указанному способу осуществляют при 25 С и объемной скорости подачи газа 1000 ч (0,13 - 0,15 л/см . мин)Регенерацию цеолита проводят метаном,или инертным газом (азотом) при 350 С, расхо- ,j де газа 5-6% от объема очмцаемого газа и скорости подачи 0,06-0,18 . Установлено, что степень очистки цеолитом NaX выше, чем СаА и при содер-: жании сернистых соединений 350 мг/м газ очищается до остаточного содержания их 0,1-0,3 мг/м при этом адсорбционная емкость цеолита NaX составляет 7% tn.

Недостатком известного способа яв ляется низкая степень очистки газа, а также полное отсутствие возможности применения его для очистки газа, наг ретого до 250-280 С.

Известен также способ очистки и на хемосорбентах, основанный на непосредственном связывании серосодержащих соединений при 300-400 С твердыми поглотителями, например низкотемпературным поглотителем ПШ1-10-2 на основе окиси цинка, содержащим 10% активирующей добавки окиси меди, который адсорбирует сернистые соединения при 250-300 С и при этом уменьшает возможность зауглероживания сорбента при очистки газа с пошэппенным содержанием тяжелых углеводородов. Очистку газа проводят при атмосферном давлении с содержанием сернистых со- единений в исходном газе 300-Г 350 мг/м , температуре очищаемого газа и объемной скорости его подачи 2000 ч При этих условиях степень очистки газа составляет 99,5%, а полная адсорбционная емкость сорбента 19,6%. Поглотитель, содержащий 10% добавки окиси меди восстанавливают в токе азото-водородной смеси (исходное содержание На от 3 до 5%) при постепенном (2030°С в ч) повышении температуры до 275С и увеличении содержания водоро да в смеси о При указанной температуре восстановление осуществляют чистым водородом {,2 J, Однако известный способ xapaктepи зуется недостаточно высокой степенью очистки газа,- Срок службы поглотител исходя из его емкости (20%) и требу емой степени очистки два года. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ Очистки природного газа на никелевом ка тализаторе. Очистку согласно данному способу осуществляют в интервале температур от минусовых до плюс и объемной скорости подачи газа 1800 - 2000 ч, Регенерацию катализатора осуществляют водородом при 350 С. Восстановленный катализатор содержит 57,8 вес,%. металлического никеля о При этих условиях степень очистки газа составляет 99,3%, а адсорбционная емкость поглотителя 18% З. . Основным недостатком способа является низкая степень очистки газа, а также короткий срок службы хемосор бента. Цель изобретения - повышение степени очистки и увеличение срока служ бы сорбента. Поставленная цель достигается тем что согласно способу очистки газа от сернистых примесей путем их адсор ции на закиси никеля, нанесенной на -окиси алюминия, адсорбцию ведут поглотителем, дополнительно содержащим окись молибдена. Предпочтительно используют поглотитель, содержащий закись никеля, окись молибдена и у-окись алюминия в следукщих весовых соотношениях: 3-5:21-24:73-74. Процесс очистки ведут при 250-280°С. Способ осуществляют в адсорбционной колонке из пирекса с внутренним диаметром 5 мм и высотой 70 мм, заполненной хемосорбентом, включаняцим закись никеля и окись молибдена, осажденные на -окиси алюминия, измельченным до фракции 0,25-0,50 мм. Перед началом очистки проводят активацию сорбента путем пропускания через него водорода, подаваемого с объемной скоростью 10-20 ч при 300-350 0 в течение 2-2,5 ч. Затем температуру снижают до 250-280С и проводят .очистку газовой смеси. Для приготовления искусственной газовой смеси в газометре сероводород или меркаптан разбавляют азотом. Смесь направляют на очистку, перед адсорбционной колонкой к ней в определенном количестве добавляют метан. Созданную модельную смесь пропускают через ловушку, охлаждаемую сухим льдом, и осушители с ангидроном и подают адсорбционную колонку. Очистку проводят со скоростью ,1800-2000 ч при 250-280 С. С помощью кривой зависимости изменения концентрации серы в газе на выходе из колонки от объема очищаемого газа (выходная кривая) вычисляют полную емкость хемосорбента, О проскоке сероводорода после слоя сорбента судят по почернению фильтровальной бумажки,-смоченной раствором плюмбита.о проскоке меркаптана - по выпадению осадка из раствора азотнокислого серебра. Содержание сероводорода,и меркаптана в газе на входе в адсорбционную колонку определяют хроматографическим методом. Количественное содержание десорбата после проскока его на выходе определяют по ГОСТу 17556-72, Расход газовой смеси устанавливают по реометру, а измеряют и контролируют с помощью, газового счетчика. После насьщения хемосорбента, о чем свидетельствует равенство концентраций до и после слоя сорбента, - проводят десорбцию при 300-350 С в токе Чистого водорода со скоростью до 20 ч- , П р и м е р. 1, Адсорбционную колонку заполняют хемосорбентом, состоящим из 5% N10, 21% MoO;j и 74% y-Al2.0j,. Объем сорбента составляет 0,74 см (0,5 г), общая высота слоя 55 мм. Далее в колонку со скоростью 2000 температурой подают газ. Состав подаваемого газа следую- щий: метан 96%, азот 2,5%, сернистые соединения 1,5%. Степень очистки газа при пропускании 1,6 л газовой смеси 100%. Полное насыщение хемосор бента наступает при пропускании 5,5. л fasa, при этом его полная адсорбционная емкость 31%. Пример 2. Повторяют опыт по примеру 1. Адсорбционную колонку заполняют хемосорбентом, имеющим следующий состав: 3% N10, 24% МоО, 73%2Г-А120л {остальш)1е условия те же, что и в примере 1). Степень очистки газа при пропускании 1,6 л газовой смеси 99,6% при этом полная адсорбционная емкость сорбента 27%. Пример 3. Повторяют опыт по примеру 1. Адсорбционную колонку запол1юют хемосорбентом, имеющим следующий состав: 9% N10, 19% МоО и 72% (остальные условия те же, что и в примере 1). Степень очистки газа при пропускании 1,6л газовой смеси 99,3%, при этом полная адсорбционная емкость сорбента 25%. При дальнейшем увеличении содержа рия NiO более 9% и МоОз более 24% наступает ухудшение степени очистки и снижение адсорбционной емкости сорбента. Использование ттредложенного способа очистки путем адсорбции на хемосор бенте, позволяет получить более высокую степень очистки природного газа - 100% по сравнению с 99,3% при известном способе - при равных объемных скоростях подачи газа за счет увеличения адсорбционной способности сорбента (26-31% по сравнению с что приводит к увеличению продолжительности его срока службы. Формула изобретения 1. Способ очистки природного газа от сернистых примесей путем их адсорбции на закиси никеля, нанесенной на У-окиси алюминия, отличающийся тем, .что, с целью повышения степени очистки и увеличения срока службы сорбента, адсорбцию ведут поглотителем, дополнительно содержащим окись молибдена. . 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что закись никеля, окись молибдена и-у-окись алюминия берут в весовых соотношениях 3-5: :21-24:73-74, а процесс ведут при 250-280 С. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Харьковская Е.Н. Зельвенс- кий Я.Д. Пронина Р.Н. Очистка природного газа от сернистых соединений синтетическими цеолитами Химическая промышленность, 1966, № 4, с. 262-272. 2.Авторское свидетельство СССР № 197519, кп. В 01 D 53/02, 1967. 3.Collect. Czech. Chem. Communs, 1973, 38, № 9, 2566-2572, Э.И. сер. Химия и переработка нефти и газа, 1973, № 46, с. 5-7 (