Способ очистки природных и попутных газов от сероводорода

 

Изобретение относится к нефтяной, нефтехимической и газовой промышленности и может быть использовано для очистки природных и попутных газов от сероводорода. Для повышения степени очистки газа от сероводорода до полной путем гидратообразования процесс гидратообразования осуществляют в интервале температур 15-29°С и интервале давлений 10<SP POS="POST">1,293</SP>°<SP POS="POST">386+</SP>°<SP POS="POST">,</SP>°<SP POS="POST">524</SP>°<SP POS="POST">95</SP> @ <SP POS="POST">T</SP>*98Р*98Р<SB POS="POST">о</SB>, где T - температура, при которой проводится гидратообразование, °С

P - давление, при котором проводится гидратообразование, атм

P<SB POS="POST">O</SB> - равновесное давление гидратообразования, соответствующее температуре T, атм. 4 табл., 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

RO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4490169/31-26 (22) 03.10.88 (46) 15.10.90. Бюл. № 38 (71) Институт химии нефти и природных солей АН КазССР (72) Э. В. Маленко, P. Г. Мендыбаев, Ю. Ф. Макогон и Г. В. Лисичкин (53) 66.074.3 (088.8) (56) Бухгалтер Э. Б. Метанол и его исполь зование в газовой промышленности. М.: Недра, 1986, с. 54 — 70. (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ПРИРОДНЫХ И

ПОПУТНЫХ ГАЗОВ ОТ СЕРОВОДОРОДА (57) Изобретение относится к нефтяной, Изобретение относится к нефтяной, нефтехимической и газовой промышленности и может быть использовано для очистки природных и попутных газов от сероводорода.

Цель изобретения — повышение степени очистки газа от сероводорода до полной.

Установление условий образования и разрешния гидратов проводят параллельно двумя методами, первый из которых — видуальный — основан на непосредственном наблюдении перехода жидкой фазы в твердую гидратную, второй метод — скачка давления †основ на том, что при образовании или разрушении газового гидрата в камере наблюдается соответственно резкое понижение или повышение давления, которое фиксируют с помощью манометра.

На чертеже изображена принципиальная схема устройства.

Устройство содержит камеру !, внутри которой установлен поршень 2, снабженный обратным клапаном 3, поршень 2 с клапаном 3 предназначен для отделения газовой фазы от твердой гидратной фазы после завершения полного превращения реакционной

„„Я0„„1599063 А 1 (51) 5 В 01 D 53/) 4 нефтехимической и газовой промышленности и может быть использовано для очистки природных и попутных газов от сероводорода. Для повышения степени очистки газа от сероводорода до полной путем гидратообразования процесс гидратообразования осуществляют в интервале температур 15 — 29 С и интервале давлений

10 .юзоззб+о.оз24оо5 Р)Ро, где Т вЂ” температура, при которой проводится гидратообразование, С; Р— давление, при котором проводится гидратообразование, атм; Р, равновесное давление гидратообразования. соответствующее температуре Т, атм. 4 табл.

1 ил. массы в гидрат, отделение газовой фазы от гидратной осуществляют поступательным движением поршня в направление гидратной фазы, при этом клапан 3 открыт и пропускает газ, штуцер 4, предназначенный для ввода воды, штуцер 5 — для ввода очищаемого газа, штуцер 6 — для вывода очищенного газа, штуцер 7 — для вывода газа, выделяющегося при разложении гидрата, и узел контроля процесса — манометр 8.

Способ-прототип и предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

Пример 1 (способ-прототип). При верхнем положении поршня 2 в камере 1, содержащей воду ниже уровня штуцера 6, введенную при определенной температуре через штуцер 4, вводят, барботируя через штуцер 5, очищаемый газ до равновесного давления гидратообразования очищаемого газа, отвечающего данной температуре и устанавливаемого, например, с помощью метода скачка давления манометром 8. В резул ьтате начинаетс я процесс гидратообразования. Достигнутое значение равновесного

1599063 давления гидратообразования поддерживают в камере до тех пор, пока вся жидкая масса не перейдет в твердый гидрат. По завершению процесса гидратообразования (о чем судят, например, по моменту начала подъема давления в камере выше равновесного давления гидратообразования очищаемого газа с помощью манометра 8) прекращают ввод очищаемого газа и поступательным движением поршня 2 вниз отделяют газовую фазу от твердой гидратной фазы.

Затем, стравливая давление в нижней части камеры, содержащей гидрат, с помощью штуцера 7 отводят газ, выделяющийся при разложении гидрата. Очищенный газ отводят через штуцер 6.

Результаты проведенных опытов для очишаемого газа № 1 и 2 приведены в табл. 1 и табл. 2 соответственно, где То и P0 — равновесная температура и равновесное давление гидратообразования очищаемого газа, С и атм; А, Б, В, Г, Д, Е, Ж, 3, И, К вЂ” количество метана, этана, пропана, изобутана, н-бутана, изопентана, н-пентана, двуокиси углерода, азота, сероводорода в очищенном газе, мол. %.

Состав очищаемого газа № 1, мол. %: метан 83,74; этан 4,86; пропан 2,27; изобутан

0,39; н-бутан 0,64; изопентан 0,25; н-пентан

0,29; двуокись углерода 0,68; азот 2,67; сероводород 4,2!.

Состав очишаемого газа № 2, мол. %: метан 83,92; этан 4,21; пропан 1,75; изобутан

0,29; н-бутан 0,53; изопентан 0,19; н-пентан

О,21; двуокись углерода 0,47; азот 2,18; сероводород 6,25.

Лрил4ер 2 (предлагаемый способ) Проводят очистку тех же очищаемых газов № 1 и 2, что и в примере 1, при определенных температурах и давлениях, превышающих равновесное давление гидратообразования очишаемого газа, отвечающее данной температуре, аналогично примеру 1. При этом значение равновесного давления гидратообразования очишаемого газа, отвечающее данной температуре, устанавливают в предварительных опытах (как в примере 1).

Результаты проведенных опытов для очишасмого газа ¹ 1 и 2 приведены в табл. 3 и 4 соответственно, где Т вЂ” температура,,ри которой проводят гидратообразование, С; Р давление, при котором проводят

:i ll}àTîîáðàçoBàíèå и которое превышает равновесное давление гидратообразования ,} 04}}},àe34îãî газа, атм; А, Б, В, Г, Д, Е, Ж, 3, И, К вЂ” те же обозначения величин, что и в примере 1.

Из приведенных примеров видно, что наиболее эффективная полная очистка очишаемого газа от сероводорода газогидратным методом наблюдается в интервале температур 15 — 29 С. Ниже 15 C газ от сероводорода очищается не полностью, т. е. очистка

10 неэффективна„а выше 29 С, несмотря на повышенные давления (до 600 — 700 атм), провести процесс гидратообразования, необходимый для очистки, не удается. Причем независимо от состава очищаемого сероводородсодержащего газа для полной очистки

15 очищаемого газа от сероводорода в этом оптимальном интервале температур 15 — 29 С оптимальным интервалом давлений является интервал

1 P } 2930386 — 0 0524095-< )Р) Р

Выбор такого оптимального интервала давлений обусловлен следующим. При P(P0 процесс гидратообразования, необходимый для очистки, нельзя осуществить. При P=P0 газ от сероводорода очищается не полностью, т.е. очистка не эффективна. При P больше 10}.2930386+Оя0524095. г наблюдается рез кое понижение содержания ценного углеводородного сырья метана, кроме того, такие повышенные давления нецелесообразны с

З0 экономической точки зрения. По сравнению со способом-прототипом степень очистки от

H2S при использвании предлагаемого способа увеличивается с 96 — 97% до 100% исходя из остаточного содержания H2S.

Формула изобретения

Способ очистки природных и попутных газов от сероводорода путем его контактирования с образовавшимися газовыми гид40 ратами, отличающийся тем„что, с целью повышения степени очистки газа от сероводорода, образование газовых гидратов осуществляют при 15 — 29 С и давлении, большем равновесного давления гидратообразования при температуре гидратообразования, соответствующей условию

P(1 Pl 2930386+0 0524095.Т

1 где P — давление, при котором проводится гидратообразование, атм;

50 Т вЂ” температура, при которой проводится гидратообразование. С.

1599063

Та блица 1 з ) г д

А Б

И К

1,82

1,84

1,85

1,88

1,91

1,93

0,29 0,65

0,30 0,66

0,30 0,66

0,30 0,67

0,31 0,.68

0,32 0,69

0,48

0,49

0,49

0,50

0,51

0,52 — в интервале 615-700 атм гидраты не обра30

Экономически нецелесообразно зуются

Та блица .2 з

И К т,) Г Д

32, О 85,45 4,26

52,3 86, 15 4, 11

58, 2 86,34 4, 07

99,1 87,24 3,88

203,1 88,17 3,69

517,0 88,89 3,54

0,22 0,54

0,23 0,55

0,23 0,55

0,24 0 55

0,24 0,56

О, 25 0,57 — 600 атм — в интервале 518

Экономически нецелесообр образуются гидраты не

Та блица

Т 1

Б В Г Д Е и (к

P А з (1,82

1,83

1,84

1,84

1,85

1,85

1,86

1,88

1,89

1,89

1,88

1,88

1,88

2,63

2,63

0,52

0 52

0,52

0,73

0,73

1,87 0,32

1,87 0,32

1,87 0,32

2,62 0,43

2,62 0,43

2,52 О

2,49 О

2,48 О

2,46 0

2,45 О

14

14

29

14

14

14

14

38,1

65 0

71,2

115,3

261, 2

614, 1

39,0

50,0

65,0

65,6

70,0

66,0

80,0

106,0

106,4

110,0

72,0

90,0

119, О

120, О

130,0

116,0

170,0

219,0

219,4

230, О

84, 77

85,37

85, 53

86,27

87, 04

87,61

84, 78

84, 78

84,79

84,79

84,80

85,37

85, 39, 85,42

85,42

85,44

87,43

87,45

87,46

83,52

83, 54

87,48

87, 50

87,51

83,54

83,55

4,92

4,76

4,71

4,54

4,31

4,16

4,91

4,90

4,89

4,89

4,88

4,75

4,73

4,71

4,71

4,70

5,25

5,26

5,27

7,38

7,38

5,24

5,25

5,25

7,37

7,37,40 ,42 ,43 ,46 ,48 ,50 азно

0,30

0,30

0,31

0,31

0,31

0,30

0,31

0,31

0,31

0,31

0,32

0,32

0,32

0,43

0,43

0,65

0,65

0,66

0,66

0,67

0,66

0,67

0,67

0,67

0,67

0,69

0,69

0,69

0,96

0,96

0,69

0,69

0,69

0,96

0,96

0,36

0,37

0,37

0,38

0,38

0,39

0,48

0,49

0,49

0,49

0,50

0,49

0,50

0,50

0 50

0 50

0,52

0,52

0,52

0,73

0,73

0,56

0,57

0,57

0,57

0,58

0,59

0,41

0,42

0,42

0,42

0,43

0,44

0,56

0,57

0,57

0,57

0,57

0,57

0,57

0,58

0,58

0,58

0,61

0,61

0,61

0,85

0,85

0,61

0,61

0,61

0,85

0,85

0,69

0,70

0,70

0,71

0,7г

0,73

0,48

0,49

0,49

0,50

0,51

0,51

0,68

0,69

0,69

0,69

0,70

0,70

0,70

0,71

0,71

0,71

0, 75

0,75

0,75

1,04

1,04

0,75

0,75

0,75

1,04

1,04

2,69 3,13

2,56 2,75

2,53 2,66

2,38 2, 18

2,25 1,69

2,13 1,32

2,20 4,68

2,11 4,15

2,08 4,02

1,96 3,37

1,83 2,71

1,74 2,17

2,70 3,12

2,67 3,12

2,65 3,11

2,65 3,11

2,62 3,10

2,56 2, 75

2,54 2,73

2,51 2,71

2,50 2,71

2,50 2,70

2,55 О

2,52 0

2,50 0

2,46 О

2,44 О

1599063

Продолжение табл. 3

Б В Г Д

Ж 3 И К

j e

0,69

0,69

0,69

0,96

0,96

0,69

0,69

0,69

0,96

0,96

615

700 атм

Экономически нецелесообразно образуются

30 — в интервале гидраты не

Таблица 4 (ж ) з ( (в

0,36

0,36

0,36

0,36

0,36

4,15

4,13

4,12

4,12

4,11

0,57

0,57

0,57

0,92

0,92

0,56

0,56

0,56

0,92

0,92

4,85

0,56

0,56

0,56

0,92

0,92

4,86

4,85

4,84

0,41

0,41

0,56

0,56

0,25

0,25

89,48

89,52

0,53

0,52

2,02

2,00

0,45

0,45

1,45

1,45

518, О

630, О

29

29

29

29

29

14

14

14

14

262, О

350,0

400,0

401, 1

420, О

615, О

630, О

649,0

650, О

660, О

33,0

50,0

65,0

65,6

70,0

53,0

80,0

106, О

106,4

110,0

59,0

90,0

119,0

120,0

130,0

100,0

170,0

219, О

219,4

230, О

204,0

3 0,0

400,0

401,1

420, О

87,53

87, 56

87,57

83,62

83,64

87, 57

87, 59

87,60

83,63

83,64

85,46

85,47

85,48

85,49

85, 50

86, 16

86,19

86, 20

86,20

86,22

89,37

89,41

89,43

84,31

84,33

89,41

89,44

89,45

84,34

84,35

89,45

89,48

89,50

84, 38

84,40

5,23

5,24

5,24

7,36

7,37

5,23

5,23

5,22

7,37

7,36

4,25

4, 24

4,23

4,22

4,21

4,11

4,09

4,08

4,08

4,07

4,87

4,86

4,87

7,74

7,74

4,86

4,85

4,85

7,72

7,72

4,86

7,71

7,70

1,88

1,87

1,88

2,61

2,60

1,88

1,88

1,89

2,60

2,60

1,40

1,41

1,42

1,42

1,43

1,42

1,43

1,44

1,44

1,45

1,45

1,46

1,46

2,33

2,33

1,44

1,44

1,44

2,32

2,32

1,45

1,45

1,46

2,33

2,33

0,31

0,31

0,31

0,43

0,43

0,30

0,30

0,30

0,44

0,44

0,23

0,23

0,23

0,23

0,23

0,23

0,23

0,23

0,23

0,23

0,25

0,25 О, 25

0,39

0,39

0,25

0,25

0,25

0,39

0,39

0,25

0,25

0,25

0,39

0,39

0,54

0,54

0,55

0,55

0,55

0,55

0,55

0,55

0,55

0,55

0,52

0,52

0,52

0,73

0,73

0,52

0,52

0,52

0,73

0,73

0,37

0,37

0,37

0,37

0,37

0,40

0,40

0,40

0,65

0,65

0,41

0,41

0,41

0,65

0,65

0,41

0,41

0,41

0,65

0,65

0,62

0,62

0,62

0,85

0,85

0,62

0,62

0,62

0,84

0,85

0,41

0,41

0,41

0,41

0,41

0,42

0,42

0,42

0,42

0,42

0,45

0,45

0,45

0,72

0,72

0,45

0,45

0,45

0,72

0,72

0,45

0,45

0,45

0i72

0,72

0,75

0,75

0,75

1,03

1,03

0,75

0,75

0,75

1,04

1,04

0,47

0,48

0,48

0,48

0,49

0,49

0,50

0,50

0,50

0,50

0,53

0,53

0,53

0,92

0,92

0,52

0,52

0,52

0,91

0,91

0,52

0,52

0,51

0,91

0,91

2,47

2,44

2,42

2,41

2,39

2,44

2,42

2,41

2,39

2,38

2,21

2,20

2,19

2, 19

2, 18

2,10

2,09

2,09

2,09

2,08

2,11

2,07

2,04

2,02

2,00

2,10

2,08

2,07

2,03

2,02

2,06

2,02

2,00

1,99

1,98

4,67

4,66

4,65

4,65

4,64

1599063

Продолжение табл. 4

Б В Г Д Е Ж 3 т (Р А и к

30 Экономически нецелесообразно — в интервале 518 — 600 атм гидраты не образуются

Составитель Л. Быховер

Редактор А. Ревии Техред А. Кравчук Корректор О. Ципле

Заказ 3104 Тираж 570 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, >K — 35, Раушская наб., д. 4/5

IIp(>изводствснно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

29 649,0 89, 53 4, 84 1,45

29 650,0 84,40 7, 70 2,33

29 660,0 84,4 1 7, 70 2,33

0,25 0,56 0,41

0,39 0,92 0,65

0,39 0,92 0,65

0,45 0,52 1,99 0

0 72 091 1 98 0

072 091 197 0