Абсорбент для очистки газов от h2s и co2

 

Изобретение относится к газовой, нефтяной и химической промышленности, в частности к области абсорбционной очистки углеводородных газов от H₂S и СО₂. Абсорбент содержит алканоламин, пиперазин, воду и метиловый эфир полиэтиленгликолей формулы СН₃-O(СН₂СН₂O)_х-Н, где х=2-5, при следующем соотношении ингредиентов в смеси, мас.%: алканоламин - 10-65, метиловый эфир полиэтиленгликолей - 5-20, пиперазин - 0,1-5,0 и вода - остальное. Абсорбент может содержать смесь алканоламинов. Изобретение позволяет снизить энергозатраты на регенерацию абсорбента и коррозионные свойства абсорбента. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к газовой, нефтяной и химической промышленности, в частности к очистке углеводородных газов от H₂S и СO₂.

Наиболее близким аналогом к данному изобретению является абсорбент для очистки газов от Н₂S и CO₂, содержащий алканоламин, пиперазин и воду (см. US патент №4336233, НКИ 423/228, 1982 г.).

Недостатком известного абсорбента является повышенные энергозатраты (по теплу) на регенерацию абсорбента.

При создании изобретения решалась техническая задача снижения энергозатрат на регенерацию абсорбента и коррозионных свойств абсорбента.

Поставленная техническая задача решается в абсорбенте для очистки газов от H₂S и CO₂, содержащем алканоламин, метиловый эфир плиэтиленгликоля формулы СН₃-O(СН₂СН₂O)_х-Н, где х=2-5, пиперазин и воду при следующем содержании ингредиентов в смеси, мас.%:

алканоламин 10-65

метиловый эфир полиэтиленгликолей 5-20

пиперазин 0,1-5,0

вода остальное

Кроме этого абсорбент может содержать смесь алканоламинов.

Изобретение поясняется примерами.

ПРИМЕР 1. Эксперимент проводят в лабораторных условиях. В стеклянную колбу объемом 0,5 дм³, снабженную обратным водяным холодильником, заливают по 0,2 дм³ испытуемого абсорбента, предварительно насыщенного H₂S (наиболее трудно десорбируемая примесь) до приблизительно 0,1 моля H₂S на моль амина. Затем раствор нагревают до кипения, подают через него азот со скоростью 2 дм³/час. Через 60 мин после подачи азота, отбирают пробу абсорбента на анализ - определение остаточного содержания H₂S.

H₂S определяют методом йодометрического титрования (см. А.М.Кунин, М.М.Дербаремдикер. Технологический контроль газового производства, М., Гостоптехиздат, 1958 г.).

Полученные результаты представлены в таблице 1. В качестве метилового эфира полиэтиленгликоля (далее МЭП) использовали продукт, выпускаемый по ТУ 242-220-002-95 и представляющий собой смесь метиловых эфиров от ди- до пентаэтиленгликоля.

Из табл. 1 следует, что введение в абсорбент дополнительно МЭП в количестве 5, 10, 20 мас.%, при содержании в нем пиперазина 2 мас.% (опыты 3,4,5 МДЭА) уменьшает остаточное содержание H₂S через 60 мин регенерации с 0,0071 до 0,0062; 0,0055; 0,0050 молей Н₂S/моль амина соответственно, т.е. по своим регенерационным характеристикам абсорбент с 5-10 мас.% МЭП превосходит абсорбент без МЭП.

Для того, чтобы получить ту же степень регенерации (что и для абсорбента без пиперазина) для абсорбентов, содержащих пиперазин, необходимо увеличить время их регенерации или затраты тепла на регенерацию пропорционально содержанию пиперазина.

Такая же зависимость имеет место и в случае ДЭА, содержащего 5 мас.% пиперазина (опыты 6, 7, 8): введение в абсорбент 5 мас.% МЭП уменьшает остаточное содержание H₂S через 60 мин регенерации с 0,0148 до 0,0120 молей H₂S/моль амина; при 10 мас.% МЭП - до 0,099; при 20 мас.% МЭП - до 0,090 (чистый ДЭА, без добавки пиперазина и МЭП через 60 минут регенерации содержит 0,01 молей Н₂S/моль амина, МДЭА - 0,0057 молей Н₂S/моль амина).

При этом наибольший эффект имеет место при добавке 5-10 мас.% МЭП. Дальнейшее увеличение содержания МЭП до 20 мас.% сказывается уже в меньшей степени.

ПРИМЕР 2. Скорость коррозии металла изучали в лабораторных условиях весовым методом. Предварительно обработанные пластины из стали Ст.10 (20×30×2 мм) помещали в стеклянные ампулы с испытуемым абсорбентом, насыщенным H₂S и СО₂ до 0,6 молей/моль амина, запаивали ампулы и загружали в термостат, в котором выдерживали при температуре 80°С 100 часов. Затем ампулы охлаждали, вскрывали, вынимали пластины. Пластины промывали водой, удаляли продукты коррозии, промывали в ацетоне, высушивали и взвешивали. По убыли веса рассчитывали скорость коррозии металла (см. Коррозия и защита химической аппаратуры, т.1, под ред. A.М.Сухотина, Л., Химия, 1969 г., с.11-12).

Результаты испытаний приведены в табл. 2. Из табл. 2 следует, что абсорбент, содержащий пиперазин и МЭП, отличается меньшей коррозионной активностью, чем чистые МДЭА и ДЭА. При этом значительный эффект проявляется уже при добавке 0,1 - 0,5 мас.% пиперазина и 10% МЭП (эксперимент 2). Дальнейшее повышение концентрации пиперазина до 5 мас.% и МЭП до 20% сказывается в меньшей степени.

Формула изобретения

1. Абсорбент для очистки газов от H₂S и СО₂, содержащий алканоламин, пиперазин и воду, отличающийся тем, что дополнительно содержит метиловый эфир полиэтиленгликолей формулы CH₃-O(CH₂CH₂O)_x-Н, где х=2-5, при следующем соотношении ингредиентов в смеси, мас.%:

Алканоламин 10 - 65

Метиловый эфир полиэтиленгликолей 5 - 20

Пиперазин 0,1 - 5,0

Вода Остальное

2. Абсорбент по п.1, отличающийся тем, что абсорбент содержит смесь алканоламинов.

РИСУНКИРисунок 1, Рисунок 2