Абсорбент для очистки углеводородного газа от сероводорода

 

Область применения: абсорбент относится к композициям для селективной очистки углеводородного газа от сероводорода в присутствии диоксида углерода. Сущность: абсорбент содержит метилдиэтаноламин, триэтаноламин и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%: метилдиэтаноламин 30 - 45, триэтаноламин 5 - 20, вода остальное. Абсорбент может найти применение в газовой, нефтяной и нефтеперерабатывающей промышленности при очистке природных, попутных и нефтезаводских газов. 2 табл.

Изобретение относится к составам для очистки углеводородного газа от сероводорода, в частности, к составам для селективной очистки от сероводорода в присутствии диоксида углеводорода, и может быть использовано в газовой, нефтяной и нефтеперерабатывающей промышленности при очистке природных, попутных и нефтезаводских газов.

Известен абсорбент для селективной очистки газа от сероводорода на основе водного раствора третичного алканоламина метилдиэтаноламин (МДЭА). Ж, "Нефть, газ и нефтехимия за рубежом". 1981 г. N 8, с.108-113).

МДЭА применяется также в виде водного раствора 30-50% концентрации, имеет близкую к ТЭА селективность, но в 1,25 раза меньшую молекулярную массу, чем ТЭА (119 вместо 149), в результате чего, примерно, на 20-25% сокращается циркуляция абсорбента и эксплуатационные затраты на очистку газа по сравнению с ТЭА. Поэтому в последнее время МДЭА широко применяется в промышленности вместо ТЭА.

Недостатком МДЭА, как и ТЭА относительно невысокая селективность.

Целью изобретения является поышение селективности абсорбента на основе МДЭА.

Поставленная цель достигается тем, что абсорбент для селективной очистки углеводородного газа от сероводорода в присутствии диоксида углерода, содержащий МДЭА и воду, дополнительно содержит ТЭА при следующем соотношении компонентов, мас. МДЭА 30-45, ТЭА 5-20, вода остальное.

Из патентной и технической литературы авторам неизвестен абсорбент аналогичного качественного и количественного состава, на основании этого они считают предлагаемое техническое решение соответствующим критерию "существенные отличия".

Абсорбент предложенного состава включает МДЭА, представляющий собой жидкость, выпускается отечественной промышленностью по ТУ 301-02-66-90 (содержание МДЭА ≥98% ); триэтаноламин, представляющий собой жидкость, выпускается отечественной промышленностью по МРТУ 6-02-497-86 (содержание ТЭА≥99%) и воду. Абсорбент получают смешением указанных ингредиентов.

П р и м е р. Ниже представлены составы предлагаемого абсорбента с различным соотношением МДЭА и ТЭА в виде водного раствора 50% концентрации, табл.1.

Испытания абсорбента проводили на лабораторной установке, моделирующей промышленный абсорбционный процесс очистки газа. Установка состояла из абсорбера диаметром 25 мм и высотой 2 м, заполненного керамической насадкой, изготовленного из нержавеющей стали. Абсорбент подавали насосом на верх абсорбера. В качестве модельного газа использовали метан, который из баллона под давлением 5 МПа подавали в низ абсорбера через буферную емкость. Перед буферной емкостью в метан подавали в дозированных количествах сероводород и диоксид углерода. Очищенный газ выводили с верха абсорбера.

Условия очистки (исходя из промышленных данных применения МДЭА): давление 5 МПа, температуру 40^оС, подача газа 0,3 м³/час, соотношение газ/жидкость 0,6 л/м³.

Газ на входе в абсорбер и на выходе анализировали на содержание сероводорода и диоксида углерода. Диоксид углерода определяли хроматографическим методом по ГОСТ 23781-83 "Газы горючие природные, хроматографический метод определения компонентного состава". Сероводород определяли методом газовой хроматографии с детектором, чувствительным только на сернистые соединения пламенно-фотометрическим (Обзорная информация "Подготовка и переработка газа и газового конденсата", выпуск II: "Производство природных меркаптанов",1984 г. с.36).

За меру селективности абсорбента принимали проскок СО₂ с очищенным газом, от исходного содержания. Содержание сероводорода в очищенном газа составляло менее 20 мг/м³, что отвечало требованиям ГОСТ 5542-87 на "Газы природные топливные для коммунально-бытового потребления".

В табл.2 приведены показатели очистки с использованием композиций, указанных в табл.1.

Сведения, приведенные в табл.1 и 2, подтверждаются актом испытаний, прилагаемым к заявке.

Как следует из полученных данных, введение в состав абсорбента на основе МДЭА дополнительно ТЭА в количестве до 20 мас. приводит к возрастанию селективности абсорбента, достигая максимума при концентрации ТЭА 10-15 мас. При этом селективность такого абсорбента на 10-15% выше, чем селективность отдельно взятых МДЭА и ТЭА. Дальнейшее повышение концентрации ТЭА с 20 до 30% и выше приводит к снижению селективности абсорбента до уровня ТЭА, т.е. в области концентраций ТЭА 5-20% наблюдается синергетический эффект.

Таким образом, применение предлагаемого состава абсорбента позволяет на 10-15% повысить его селективность по сравнению с широком применяемым в настоящее время абсорбентом, состоящим из МДЭА и воды. Это (в свою очередь) на 10-15% снижает циркуляцию абсорбента на установках очистки и соответственно затраты энергии на его перекачку и тепловую регенерацию, т.е. эксплуатационные затраты.

Формула изобретения

АБСОРБЕНТ ДЛЯ ОЧИСТКИ УГЛЕВОДОРОДНОГО ГАЗА ОТ СЕРОВОДОРОДА в присутствии диоксида углерода, содержащий метилдиэтаноламин и воду, отличающийся тем, что, с целью повышения селективности абсорбента, он дополнительно содержит триэтаноламин при следующем соотношении компонентов, мас.

Метилдиэтаноламин 30 45 Триэтаноламин 5 20 Вода Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1