Способ осушки сероводородсодержащего газа
СПОСОБ ОСУШКИ СЕРОВОДОРОДСОДЕРЖАЩЕГО ГАЗА, включающий контактирование его с диэтиленгликолем, выветривание и последующую регенерацию насыщенного осушителя, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса за счет снижения расходов на утилизацию газов выветривания, последнее осуществляют в две ступени, первую из которых ведут под давлением 2,04 ,5 МПа и температуре 293-343 К, а вторую - под давлением 0,15-0,5 Mlla и температуре 383-413 К и регенерированный осушитель перед подачей на стадию контактирования смешивают с (Я газами второй ступени выветривания.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
IWNC
РЕСПУБЛИН ае сш
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ (21) 3542771/23-26 (22) 26.01.83 (46) 07. 09. 84. Бюл. № 33 (72) Т.M.Áåêèðoâ, Е.Н.Туревский, А.Л.Халиф, В.Н.Кириленко и А.И.Лапицкий (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт природных газов (53) 66.073.2(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР
¹ 502647, кл. В 01 D 53/26, 1974.
2. Подготовка и переработка газа и газового конденсата. Вып. 2, ВНИИЭгазпром, 1982, с. 38-42 (прототип) .
Эш F 25 J 3/00 // В 01 D 53/26 (54)(57) СПОСОБ ОСУЩКИ СЕРОВОДОРОДСОДЕРЖАЩЕГО ГАЗА, включающий контактирование его с диэтиленгликолем, выветривание и последующую регенерацию насыщенного осушителя, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса за счет снижения расходов на утилизацию газов выветривания, последнее осуществляют в две ступени, первую из которых ведут под давлением 2,04,5 ИПа и температуре 293-343 К, а вторую — под давлением 0,15-0,5 ИПа и температуре 383-4 13 К и регенерированный осушитель перед подачей на стадию контактирования смешивают с газами второй ступени выветривания.
Изобретение относится к способам осушки газа, .в частности природного, и может быть ис — îëüçîâàíà в газовой я нефтяной промышленностях для осушки сероводародсодержащих газов. 5
Известен способ осушки сероводо-. родсодержащего газа контактированием с глякалем. Регенерацию последнего осуществляют нагревом и атдувкой бессернистым газам, получаемым пря кон- 1О тактиравании части осушенного газа с регенерярованным глякалем Г11. J
Недостаток данного способа — установка дополнительных колонн высокого давления. что повьппает металло- и энергоемкость установки.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ осушки газа,. включающий контактирование его с 2п абсорбентам. выветриваняе и регенерацию отдувом в специальной колонне (2).
Недостаток известного способа высокие расходы на утилизацию газов выветривания, содержащих сероводород 25 высокой концентрации.
Цель изобретения — павьппение эффективности способа за счет снижения расходов на утилизацию газов выветривания.
ЗО
Поставленная цель достигается тем, что -огласно способу осушки сероводорадсадержащега газа, включаю-. щему контактирование его с диэтяленгликолем, (ДЗГ,1 выветрявание и по35 следующую регенерацию насыщенного осушятеля, выветривание осуществляют в две ступени, причем первую яз нях пад давлением 2,0 †-,.5 МПа я температуре 293-343 К, а вторую — под дав40 лением О,. 15-0,5 1Па и температуре
383-413К я регенерираванный осушитель перед подачей на стадию контактирования смешивают с газами второй ступени выветриваняя.
Бл жный сероводородсодержащий газ подают в абсарбер, орошаемый абсорбентом ДЭГ. Давление в абсорбере
3-8 ИПа, Осушенный газ выводят из абсорбера, а абсорбент, насыщенный ва- 5G дой, углеводородами и сероводородом„ подогревают в теплаобмецнике я падают в выветриватель 7 -й ступени, работающий при давлении 2Ä0-4,5 МПа и температуре 293-343 К. За счет снижения 55 давления и повышения температуры из абсорбента выделяется часть поглощенных газон. При этом режим в выветри203 Х вателе выбирают таким образом, что из насыщенного абсорбента выделяются практически только углеводороды. Газ выветривания с верха выветривателя
1-й ступени подают в топливную сеть.
С низа выветривателя I -é ступени отводят частично разгазированный насыщенный абсорбент, подогревают его в рекуперативнам теплообменнике. дросселируют да 0,15-0,50 MIIa и подают в выветриватель П -й ступени, где происходят полное выделение из абсорбента поглощенных газов (сероводород, двуокись углерода, углеводороды) .
Температура П -й ступени выветривания 383 †4 К.
Абсорбент из Л -й ступени выветривания направляют в блок регенерации, а затем в буферную емкость.
В смеситель в поток регенериро— ванного раствора подают газ II -й ступени выветривания. При контактировании раствора ДЭГ с газом выветривания происходит поглощение сероводорода.
В зависимости ат состава и количества газа выветривания для обеспечения избирательного извлечения сероводорода из него в поток газа подают весь объем регенерированного раствора или только часть ега.
Углеводородный газ, отводимый из буферной емкости, не содержит сероводорода и может быть использован в топливной сети или для другой цели.
Извлеченный яз газа выветривания сероводород возвращают в цикл в регенеряраванном абсорбенте. На стадии абсорбции это снижает извлечение сероводорода я позволяет увеличить коэффяциент ега утилизации на стадии очистки.
Таким образом, проведение выветривания в две ступени с контактираваняем газа II -й ступени выветривания с регенерираванным абсорбентам при большей краткости орошения последнепозволяет получить топливный газ, не содержащий заметных количеств сероводорода и не требующий специальной очистки для его использования.
H p и м е р, Природный газ, содержащий 4 об.7 сероводорода и 0,33 г/м воды, контактируют в абсорбере с регенерярованным раствором ДЭГ концентрации 99,0 мас.7. Расход газа
100 тыс. м /ч, ДЭГ 1,3 м /ч. Давление в абсорбере 8 МПа, температура
-О °
20 С. Насььщенный раствор ДЭГ, выха3 1112 дящий из абсорбера, содержит 14,30 м сероводорода, 8,58 м /ч углеводородов (преимущественно метана) и 3 мас.7. воды.
На I -й ступени выветривания при
5 давлении 2 ИПа и температуре 323 К из раствора ДЭГ выделяется 7,69 м /ч газа, состоящего иэ 7,68 м углеводородов и 0,01 м сероводорода. Газ пригоден для подачи в топливную сеть 1О без очистки от сероводорода.
На II -й ступени выветривания при температуре 393 К и давлении 0,4 МПа выделяется 15, 19 и /ч газа, состоящего из 14,29 м сероводорода и 15
0,90 м углеводородов. Этот газ смешивают в трубке Вентури с регенерированным раствором ДЭГ. Затем полученную смесь подают в водяной холодильник, где охлаждают до температу- 20 ры 308 К. При этом из газа поглощается 14,293 м сероводорода и
0,9 м углеводородов. Насыщенный сез роводородом и частично углеводородами раствор ДЭГ подают в буферную ем- 25 кость. Непоглощенные углеводороды в количестве 0,53 м /ч, содержащие не более 0,20 об.7 сероводорода, с верха буферной емкости отводят в топливную сеть. 30
Раствор ДЭГ с низа буфернсй емкости насосом подают на верх абсорбера для контактирования с газом.
В табл.1 приведены режимь| аб>сорбера, ступеней выветривания и контактирования ДЭГ с газом II -й ступени, 35 а в табл.2 — составы потоков, соответствующих этим режимлм.
При ведении процесса выветривания
40 в одну ступень, например при режиме
P=2„0 T-323 К (пример I ), при контактировании газа выветривания с раствором ДЭГ последний поглощает
1,35 м углеводородов. Остаточный газ выветривания состоит только из угле45 водородов и его можно использовать в топливной сети.
Однако в этом случае насыщенным
ДЭГ в десорбер поступает 15,19 мз/ч 50 газа, содержащего 14,29 м (94,08 об.7) сероводорода и 0,9 м углеводородов.
Выделенный в десорбере аз имеет состав, об.i: И 5 94,08, углеводороды 5,92. Такой газ нельзя испольэо- 55 вать в топливной сети и выбрасывать в атмосферу. Кроме того, наличие в газе десорбции большего количества
203 4 сероводорода обуславливает изгот >вление блока десорбции из специальных марок r.òàëH, что значительно удорожает стоимость установки, Если выветривание вести в одну ступень (в режиме II -й ступени гыветривания гримера I при Р=0,4 МПа„ Т=
=393 K) то весь растворенный гa- выделяется из ДЭГ. При контактировании регенерированного раствора ДЭГ с газом выветривания, с последующим охлаждением до 45 С ДЭГ поглощает о
11,7 м сероводорода и 0,23 м углеводородов. Остаточный газ, не поглощенный ДЭГ (10,95 м /ч), имеет состав, об.7.: углеводороды 72,26, Н<5 23,74. Газ такого состава нельзя использовать в топливной сети.
Утилизация газа такого состава требует дополнительных расходов.
Таким образом, двухступенчатое выветривание является необходимым.
Режим I -й ступени выветривания обуславливает необходимость обеспечения получения малосернистого газа, пригодного для использования в топливной сети.
Режим II — и ступени выветривания обеспечивает выделение растворенных углеводородов и сероводорода из ДЭГ с газом 11 -й ступени выветривания с последующим охлаждением смеси, про— исходит поглощение иэ газа практически всего количества.
Для определения характера влияния режима ступеней выветривания на показатели установки осушки, работающеи по предлагаемой схеме, приведены также другие примеры.
Как показывают данные примеров
1 — ",1" — при изменении параметров 1 -й и 1? -й ступеней выветривания не обеспечиваются цели предлагаемого изобретения: в случае снижения давления (пример 1 ) или повышения температуры (пример VI ) I †-. . и ступени выветривания получаемйй газ содержит $,157.
Н > 5 v его подача в топливную сеть невозможна.
При повышении давления 11-й ступени выветривания часть сероводорода не выделяется из раствора ДЭГ и поступает с ним в блок регенерации (пример ",и ), что обус.вдавливает изготовление последнего из дорогостоящих сталей.
При снижении давления во I1-й ступени выветривания при контактировании
1112203 рода.
Таблица 1
Температура смеси ДЗГ +
+ газ выветВыветриватель
II é ступени
Выветриватель
I -й ступени
Абсорбер
Пример
P, MIIa
Т, К
P, MHa Т, К Р, МПа ривания после охлаждения К
313
393
323 0,4
318 0,5
343 0,4
293 0,15
363 0,4
363 0,4
343 0,6
343 0,1
2,0
293
8,0
383
313
318
8,0
308
413
4,5
318
8,0
293
403
2,0
318
8,0
313
393
2,0
318
8,0
303
313
2,0
8,0
413
313
318
8,0
VII
293
413
4,5
318
VIII 8,0
Таблица 2
Пример
Il
Поток
С 425 С Нг
Насьпценный раствор
ДЭГ, 8 58 14 30 18 4 20 0 18 4 20 0 18 4 20 0
37,5 62,50 47,92 52,08 47 92 52,08 47,92 52,08 мЗ /ч об.Ж
Газ E -й ступени выв етривания, газа с ДЭГ не происходит полное поглощение сероводорода из газа (при= мер Ч1И ). .Утилизация остаточного газа требует дополнительных расходов.
Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с известным позволяет без применения компрессора утилизировать низконапорные кислые газы и без специальной очистки получить топливный газ, не содержащий заметного количества сероводо1112203
Продолжение табл. 2
Пример
Поток
0 5
С1
„з/, об.7.
7,68 0,01
99,87 0,13
14,4 О, 005 156 О, О i
12,8
0,01
0,08
99,96 0,04 99,94 0.,06
99,92 з/ч об. 7.
Газ EI -й ступени выветрив ания после контакта с
ДЭГ, М3 /ч
0,7
5,0
3,8
2,7 об.X
100
100
100
100 м3 /ч 3 /ч
4,0
Газ II -й ступени выветривания, КоличестН 2 о
ДЭГ при входе в блок регенерации, Расход
ДЭГ в абсорбере, 0,90 14,29 5,6 19,99 4,0 19,995 2,8 19,99
5 93 94 07 21,88 78,12 16 67 83 33 12 29 87 71! 112203
Пример
tTcJjòoK
VITT
Ci Н S
18„У
20,0
18,4
18,4 20,0
""з /ч
52 08
47,92 об, 7.
17 4
0,005
14,4
0,005
14,4
0,4,„з У,, 0,О4
99, 96
99,96 О, 04
2,,25
97,75 о ° - у
l9 6
2,2 ч,О
18,8
4,0 о:=, Z ч,86 з 4
) 10,48
89,52
17,54
82,46
17,5У контакта с ДЭГ з У1,3
2,8 0,9
Об. У. входе в
"блок регенерации, „з /.„
1,195,з/,„
4,0
4,0
4,0
Насьпценньй раствор ДЭГ., Газ 1 -ой ступени выветривания,.
Гаа . И -ой ступени
:;ьтв от ри
HBHHR
",)/1з
Гаа П --й ступени выветривания после
Ксли ест—
Во Нз,з B
ДЭГ при
Расход ДЭГ в абсорбере, у VI
1 !
" " "l "" I
47,08 52 08
52,08 47, 92
1l7,2 0,2
98, 85 1,. 15
Продолжение табл.2
19,995
82,46
75,68 24,32
