Способ регенерации цеолитов Советский патент 1982 года по МПК B01J49/00 

1

Изобретение относится к регенераI

ции цеолитов при глубокой осушке пирогаза на этиленовых производствах и может быть использовано при регенерации сорбентов в других процессах тонкой осушки газов, а также в нефтяной, нефтехимической и газовой промышленности.

На современных этиленовых установках пирогаз перед поступлением в систему низкотемпературного, фракционирования подвергается тонкой осушке на цеолитах. Регенерацию адсорбента от влаги, как и в большинстве адсорб ционных процессов, осуществляют за счет нагревания слоя горячим газом.

Известен метод регенерации цеолита КА-ЗМ 1 газом регенерации с влажностью, соответствующей точке росы (), при 220 или , при этом время выдерживания сорбента при достижении температуры газа на выходе из адсорбера 220 или

составляет соответственно35 и О ч pi.

Недостатком этого способа явля:ется необходимое продолжительное время выдержки сорбента при достиг нутой предельной температуре, вследствие этого не представляется возможным выдерживать цикличность переключения -сорбента на осушку и регенерацию при наличии в схеме трех адсорбентов, как это имеет место на действующих этиленовых установках. Продолжительное время выдержки сорбента при повышенной температуре приводит также к падению влагоемкости сорбента и значительным затратам энергии.

Известен также способ регенера1ф ции, заключающийся в том, что сор;бент продувают при BSO-iOOC атмосферным воздухом с концентрацией паров воды 2,8 10 - 50 под-ьеме температуры °C в минуту С21 . 391 Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу регенерации является способ, заключающийся в том, что сорбент разогревают и продувают горячей метановодород ной фракцией при давлении атм, нагретой а трубчатой печи, и за счет этого температуру в слое сорбента постепенно доводят до . Продолжительность нагрева сорбента и выдержки при составляет 21 ч 3J . Недостатками указанных способов регенерации является то, что метод не позволяет поддерживать стабильную влагоемкость цеолитов в течение длительного времени эксплуатации, вслед ;ствие нарушения их структуры и закок совывания в прЬцессе регенерации при высокой температуре. Последний фактор особенно проявляется при осушке газо пиролиза, когда присутствующие в газах непредельные углеводороды сорбируются на стадии-адсорбции, .на стадии регенерации превращаются в полиме ры и кокс, которые закупоривают отверстия пор. При многоцикловой работе (после 80 циклов адсорбции .- десорбции) отмечается значительное снижение адсорбционной емкости и качества осушки. Содержание кокса составляет 3.. Поэтому срок службы цеолитов при.осушке пирогаза на этиленовых установках около ,8000 ч,ме-; тод характеризуется высокими энергозатратами. Цель изобретения - увеличение срока службы адсорбента и снижение энергоемкости процесса. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу регенерации разогрев слоя цеолита осуществляют до 1 0-200 С, затем ведут продувку слоя при этой же температуре газон с влагосодержанием, соответствующим точке росы (-70) - (). Для продувки используют инертный газ, индивидуальные предельные углеводороды или их смеси с водородом или без него, скорость подачи газа 1000-2000 ч при давлении 1-6 ата. Отличием являются указанн 1|ё параметры разогрева и продувки слоя цеолита и используемые газы. Прим е.Р 1. Насыщенные влагой в процессе глубокой осушки пирогаза, цеолиты КА, NaA без связующего,объемом 6О мл и высоте слоя 20 см разогревают при непрерывной продувке азотом со скопостью 1000 ч, до 1 0200 С в течение 2-х часов и выдерживают при этой температуре еще в течение часов. Точка росы азота составляет (-70) - ()С,давление атмосферное . Результаты, характеризующие влияние температуры регенерации на осушающие свойства цеолитов, приведены в табл. 1. Таблица 1

КА КА КА

-75

200 -70 200 -70

NaA без -75 200 вязующего

-71

200 -70

200

-7 -70 -55 -73

-72 -72 59 В последнем опыте регенерацию ве дут метаном. Как видно из приведенных результатов при температуре регенерации 200 достигаемая степень осушки соответствует точке росы (-70) (-7), что удовлетворяет требованиям к влажности пирогаза, используемого в системах низкотемпературного разделения. При снижении температуры регенерации до точка оосы осушенного газа повышается до , влагоемкость снижается на 3. Однако в тех производствах, где требования к содержанию влаги ограничиваются указанным влагосодержанием, регенерацию цеолита можно вести при более умеренном разогреве, ниже

По предложенному способу мягкий температурный режим ( - 200 С) и незначительное время разогрева и выдержки (суммарно ч) позволяет избежать полимеризации непредельных углеводородов, сорбированных цеолитом на стадии осушки, и стабильно сохранить осушающие свойства. Так при указанном температурном режиме регенерации содержание углерода на цеолите КА-ЗМ после 50 циклона осушки - регенерации составляет 0,, что не влияет на влагоемкость цеолита. Применение этого способа в промышленных условиях увеличивает срок службы цеолита до 2-3 лет, т.е. до 16000 - ч, в то время, как на существующих установках перегрузку

сорбента осуществляют каждый год. Сократятся энергетические затраты ввиду того, что газ регенерации разогревается до более низких температур и расход его будет меньше вследствие незначительного времени регенерации.

Применение умеренных температур упрощает проведение процесса регенерации, позволяет заменить подогрев продувочного газа в печах на подогрев в теплообменниках, где используется тепло водяного пара, которое дешевле. Одновременно снижаются капитальные затраты. В то же время предлагаемый режим регенерации обеспечивает восстановление адсорбционных свойств на стадии осушки: точка 200С, т.е. температура регенерации может быть снижена до . Пример 2. Насыщенный в процессе глубокой осушки пирогаза (этилена, воздуха, азота) цеолит КА в количестве 200 СМ , высоте слоя 35 см разогревают до 200 С в течение 3 ч и при этой температуре выдерживают еще ч при непрерывной подаче метан-водородной фракции со скоростью 2000 ч влагосодержание менат-водородной фракции соответствует точке росы -70, давление 6 ата. После проведения определеннрго количества циклов точка росы осушенного пирогаза не изменяется и сортветствует -70С, влагоемкость остается на прежнем уровне. Результаты приведены в табл. 2. Таблица2 7912 росы осушенного потока при температуре регенерации (-70)-(-7), что удовлетворяет tpe6oBaHMHM, предъявляемым к пирогазу в отношении содержания водяных паров в процессе глубокой осушки для их дальнейшего использования в установках низкотемпературного фракционирования пирогаза о Формула изобретения 1. Способ регенерации цеолитов дл осушки газов, вклюмающи разогрев и продувку слоя газом при повышенной температуре и давлении, отличающийся тем, что, с целью увели чения срока службы адсорбента и снижения энергоемкости процесса, разогрев цеолитов осуществляют до ИО200®С,.а продувку ведут газом с вяагосодержанием, соответствующим точке росы (-701(-(-75). 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для продувки используют инертный газ, предельные углеводороды или их смеси с водородом со скоростью подачи tOOO-2000 ч при давлении 1-6 ата. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Кравцова Э.А., Талисман Л.В., , Кадацкая В.Ф. Нефтепереработка и нефтехимия. Научнотехн. Сб, 1972, № 8, 2.Авторское свидетельство СССР « 66211, кл. В 01 D 15-06,15.05.79. 3.Боброва Л.А., Леонтьев А.С., Соляков А.С. Нефтепереработка и нефтехимия. Научнотехн. сб, 1972, If 10, с. 25-30 (прототип).