Абсорбент для очистки газов от h2s и со2



 


Владельцы патента RU 2513400:

Открытое акционерное общество "Газпром" (RU)

Изобретение относится к области очистки газов от сероводорода и диоксида углерода. Абсорбент содержит метилдиэтаноламин, фракцию вакуумной перегонки технического полиэтиленполиамина с интервалом кипения 50÷200°С, водорастворимый физический растворитель и воду. Абсорбент в качестве водорастворимого физического растворителя содержит полиэтиленгликоль или метиловые эфиры полиэтиленгликоля с формулой СН3-O(СН2СН2O)х-Н, где х=2÷5. Изобретение обеспечивает повышение эффективности очистки газа от H2S и СO2 при сохранении высокой эффективности регенерации абсорбента от кислых компонентов. 2 з.п. ф-лы, 3 табл.

 

Изобретение относится к области очистки газов от сероводорода и диоксида углерода и может быть использовано в газовой, нефтяной и нефтеперерабатывающей промышленности.

Известен абсорбент для очистки газов от H2S и СO2, содержащий алканоламины или их смесь и воду (см. патент US 4368059, 11.01.1983, B01D 53/14). В качестве алканоламинов используют соединения, содержащие первичные, вторичные или третичные аминогруппы, например моноэтаноламин (МЭА), диэтаноламин (ДЭА), метилдиэтаноламин (МДЭА).

Недостатком известного абсорбента является невысокая эффективность по извлечению кислых компонентов (для третичных аминов), повышенные затраты тепла при регенерации абсорбента (для первичных и вторичных аминов).

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является абсорбент для очистки газа от H2S и СO2 (см. патент RU №2143942, опубл. 10.01.2000, B01D 53/14, 53/34), состоящий из алканоламина или смеси алканоламинов, воды и водорастворимого физического растворителя, в качестве которого использован метиловый эфир полиэтиленгликоля (МЭП), имеющий формулу СН3-O(СН2СН2O)x-H, где х=2÷5, при следующем соотношении компонентов, масс.%:

алканоламин или смесь алканоламинов 10÷65
метиловый эфир полиэтиленгликоля 5÷15
вода остальное

Недостатком данного абсорбента является невысокая эффективность одновременной очистки газа от H2S и СO2, особенно, в случае третичных аминов, например, МДЭА. Однако преимуществом использования третичных аминов для очистки газа по сравнению с первичными и вторичными алканоламинами является меньшая теплота десорбции кислых газов и, соответственно, меньшие затраты энергии на регенерацию абсорбента, меньшее количество побочных реакций амина с СO2.

Техническим результатом, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, является повышение эффективности очистки газа от H2S и СO2 при сохранении высокой эффективности регенерации абсорбента от кислых компонентов.

Технический результат достигается за счет того, что абсорбент для очистки газов от H2S и СO2, содержащий метилдиэтаноламин, водорастворимый физический растворитель, в качестве которого используют полиэтиленгликоль или метиловые эфиры полиэтиленгликоля с формулой СН3-O(СН2СН2O)x-Н, где х=2÷5, и воду, дополнительно содержит фракцию вакуумной перегонки технического полиэтиленполиамина с интервалом кипения 50÷200°С, при следующем соотношении компонентов, масс.%:

метилдиэтаноламин 20÷50
водорастворимый физический растворитель 5÷20
фракция вакуумной перегонки
технического полиэтиленполиамина 2÷6
вода остальное

В качестве фракции вакуумной перегонки технического полиэтиленполиамина используют фракцию с интервалом кипения 50-130°С.

В качестве полиэтиленгликоля используют полиэтиленгликоль марки ПЭГ 200 или полиэтиленгликоль марки ПЭГ 400.

Фракция вакуумной перегонки технического ПЭПА представляет собой смесь линейных, разветвленных этиленовых и пиперазинсодержащих этиленовых полиаминов, со средним молекулярным весом 220÷250, содержащих фрагменты:

[-C2H4NH-]n, ,

где n от 2÷6 (низкомолекулярные ПЭПА) до n=250÷1500 (высокомолекулярные ПЭПА). Фракции вакуумной перегонки технического ПЭПА могут быть получены путем дистилляции (фракционирования) ПЭПА на стандартном промышленном оборудовании, работающем в условиях вакуума (колонна, теплообменники, холодильники, нагреватели).

Сущность предлагаемого изобретения поясняется примерами.

Эксперимент по очистке газа проводят на лабораторной установке, включающей абсорбер с нерегулярной насадкой, насос подачи абсорбента, систему измерения и поддержания температуры, а также расходомеры газа и жидкости. В качестве модельного газа используют азот, содержащий 10 об.% СO2, как наиболее трудно извлекаемый кислый компонент природного газа. Подачу газа осуществляют со скоростью 8 л/мин при температуре 22°С в нижнюю часть абсорбционной колонки, подачу абсорбента осуществляют со скоростью 0,1 л/ч при температуре 50°С наверх абсорбера. Содержание СO2 в исходном и очищенном газе определяют хроматографически по ГОСТ 31371.1-2008, H2S - методом йодометрического титрования по ГОСТ 22387.2-83.

Для испытаний используют образцы водного раствора 30 масс.% МДЭА, выпускаемого по ТУ 2423-005-11159873-2010, включающие физический растворитель МЭП (метиловые эфиры полиэтиленгликолей) (ТУ 2422-002-11159873-2003) и ПЭПА (ТУ 2413-357-00203447-99 с изм.1, 2) с различной исходной концентрацией. В составе предлагаемого абсорбента также используют полиэтиленгликоли (ПЭГ) марки ПЭГ 200 и ПЭГ 400 (ТУ 2483-007-71150986-2006).

Извлечение СO2 из газа определяют по отношению разности концентраций СO2 в исходном газе и газе, выходящем из абсорбера, к концентрации СO2 в исходном газе:

C в х C в ы х С в х 100 %

Для приготовления абсорбента используют фракцию вакуумной перегонки, в частности, при давлении 5-10 мм рт.ст., технического ПЭПА №1 с интервалом кипения 50÷130°С и фракцию вакуумной перегонки технического ПЭПА №2, выкипающую при 130÷200°С. Абсорбент готовят по навескам соответствующих ингредиентов. Например, для приготовления абсорбента по примеру 4 смешивают 30 г (30 масс. %) МДЭА, 10 г (10 масс.%), МЭП, 2 г (2 масс. %) фракции вакуумной перегонки технического ПЭПА и 58 г (остальное) воды. Результаты испытаний абсорбентов приведены в Таблице 1.

Из Таблицы 1 следует, что известный абсорбент на основе МДЭА без добавок фракции вакуумной перегонки технического ПЭПА обладает невысокой эффективностью очистки газа от СO2, извлечение которого не превышает 30%. Абсорбент на основе смеси аминов, т.е. МДЭА, активированный добавкой ДЭА, более эффективно поглощает СO2, однако его извлечение не превышает 70% (опыты 1-3).

Предлагаемый абсорбент, содержащий добавки фракций вакуумной перегонки технического ПЭПА, а также МЭП и ПЭГ, является существенно более эффективным при очистке газа (опыты 4-10). Наибольший эффект при очистке газа отмечается при содержании фракции вакуумной перегонки технического ПЭПА в абсорбенте 2÷6 масс.%.

Заявляемый интервал концентрации фракции вакуумной перегонки технического ПЭПА в абсорбенте обусловлен тем, что при содержании его менее 2 масс.%, повышение эффективности очистки газа незначительно по сравнению с известным абсорбентом, а при увеличении содержания фракции вакуумной перегонки технического ПЭПА более 6 масс.%, извлечение СO2 сказывается уже в меньшей степени (см. Таблицу 2).

Предлагаемый абсорбент сохраняет свойства энергоэффективности по сравнению с прототипом, т.е. затраты насыщенного водяного пара на регенерацию абсорбента составляют около 100 кг пара/м3 раствора благодаря наличию в составе абсорбента органического растворителя (МЭП или ПЭГ), при этом содержание H2S в регенерированном абсорбенте не превышает 1 кг/м3. Сравнительные данные по регенерации насыщенных кислыми газами абсорбентов при содержании H2S в исходном абсорбенте 8,6 кг/м3 приведены ниже в Таблице 3.

Использование фракции вакуумной перегонки технического ПЭПА с температурой кипения выше 200°С (опыт 3, Таблица 2) для приготовления абсорбента не целесообразно, т.к. получаемый при этом абсорбент обладает существенно меньшей эффективностью при очистке газа, чем при использовании аналогичного абсорбента с фракцией №1 (опыт 6, Таблица 1).

Таблица 1
№ п/п Состав абсорбента, масс.% Извлечение, Содержание H2S в очищ. газе, мг/м3
CO2
%
Известный абсорбент
1 МДЭА-30, МЭП-10 28,5 35
вода - остальное
2 МДЭА-20, ДЭА-10, МЭП-10, 59,1 12
вода - остальное
3 МДЭА-10, ДЭА-20, МЭП-10, 64,2 12
вода - остальное
Предлагаемый абсорбент
4 МДЭА-30, МЭП-10, фр. №1 ПЭПА-2, 67,9 5÷7
вода - остальное
5 МДЭА-30, МЭП-10, фр. №1 ПЭПА-3, 79,4 6,0
вода - остальное
6 МДЭА-30, МЭП-10, фр. №1 ПЭПА-4, 88,5 3÷5
вода - остальное
7 МДЭА-30, МЭП-10, фр. №1 ПЭПА-6, 97,1 1÷2
вода - остальное
8 МДЭА-30, ПЭГ200-10, фр. №1 ПЭПА-4, 86,3 4÷6
вода - остальное
9 МДЭА-30, ПЭГ400-10, фр. №1 ПЭПА-6, 96,8 1÷2
вода - остальное
10 МДЭА-30, МЭП-10, фр. №2 ПЭПА-4 72,3 3÷5
вода - остальное
Таблица 2
№ п/п Состав абсорбента, масс.% Извлечение Ссодержание H2S в очищенном газе, мг/м3
СO2,
%
1 МДЭА-30, МЭП-10,0 46,3 6÷8
фр.№1 ПЭПА-1,0
вода - остальное
2 МДЭА-30, ПЭГ 400-10,0 97,4 1÷2
фр.№1 ПЭПА-7,
вода - остальное
3 МДЭА-30, МЭП-10,0 56,0 10÷12
кубовый остаток ПЭПА-4,
вода - остальное
Таблица 3
№ п/п Абсорбент Содержание в регенерированном абсорбенте H2S, кг/м3
Через 30 мин Через 60 мин
1 МДЭА-10, ДЭА-20, МЭП-10, 1,01 0,72
вода - остальное (известный абсорбент)
2 МДЭА-30, МЭП-10, фр. №1 ПЭПА-4, 0,95 0,69
вода - остальное (предлагаемый
абсорбент)
3 МДЭА-30, ПЭГ 400-10, фр. №1 ПЭПА- 0,98 0,73
6, вода - остальное (предлагаемый
абсорбент)

1. Абсорбент для очистки газов от H2S и СO2, содержащий метилдиэтаноламин, водорастворимый физический растворитель, в качестве которого используют полиэтиленгликоль или метиловые эфиры полиэтиленгликоля с формулой СН3-O(СН2СН2O)х-Н, где х=2÷5, и воду, характеризующийся тем, что абсорбент дополнительно содержит фракцию вакуумной перегонки технического полиэтиленполиамина с интервалом кипения 50÷200°С, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

метилдиэтаноламин 20÷50;
водорастворимый физический растворитель 5÷20;
фракция вакуумной перегонки
технического полиэтиленполиамина 2÷6;
вода остальное.

2. Абсорбент по п.1, отличающийся тем, что в качестве фракции вакуумной перегонки технического полиэтиленполиамина используют фракцию с интервалом кипения 50÷130°С.

3. Абсорбент по п.1, отличающийся тем, что в качестве полиэтиленгликоля используют полиэтиленгликоль марки ПЭГ 200 или полиэтиленгликоль марки ПЭГ 400.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу отделения диоксида углерода от дымового газа работающей на ископаемом топливе энергоустановки. Сначала в процессе сжигания сжигается ископаемое топливо (2), причем образуется горячий, содержащий диоксид углерода отходящий газ (3).

Настоящее изобретение относится к способу очищения биогаза для получения метана, в котором компоненты, содержащиеся в биогазе, такие как диоксид углерода, соединения серы и аммиака, отделяются в ходе нескольких этапов процесса, и к соответствующей установке для осуществления способа.
Изобретение относится к способу удаления кислотных газов из газового потока, в частности потока природного газа, потока синтез-газа или тому подобного, причем кислотные газы поглощаются из потока газа, по меньшей мере, одним абсорбентом.

Изобретение может быть использовано в нефтяной, газовой, газоперерабатывающей, нефтеперерабатывающей, нефтехимической отраслях промышленности и относится к способам жидкофазной окислительной конверсии сероводорода, содержащегося в газах, с получением элементарной серы.

Изобретение относится к способам для проведения тепло-массобменных процессов для системы газ-жидкость, в том числе для кондиционирования воздуха и его осушки, очистки газов от примесей других газов, паров жидкости и дисперсных твердых частиц, и может быть использовано в системах кондиционирования воздуха, санитарной очистки газовых выбросов, для подготовки природных или попутных нефтяных газов перед их использованием или транспортом.

По меньшей мере, одну газообразную примесь, например силан, удаляют путем абсорбции из поступающего потока газа, например потока газа, содержащего азот и водород, каковая газообразная примесь обладает меньшей летучестью, чем поступающий поток газа.

Изобретение относится к способу выделения метана из газовых смесей путем контактирования смеси с водным раствором циклического простого эфира концентрацией не выше 20% мол.

Изобретение может быть использовано в газовой промышленности для подготовки углеводородного газа к однофазному транспорту. Способ включает очистку углеводородного газа от тяжелых компонентов путем абсорбции абсорбентом.

Изобретение относится к способу отделения диоксида углерода от отходящего газа работающей на ископаемом топливе электростанции. Способ включает в себя абсорбционный процесс, в котором содержащий диоксид углерода отходящий газ приводят в контакт с абсорбентом, в результате чего образуется загрязненный диоксидом углерода абсорбент (25), и десорбционный процесс (10), который функционирует от горячего пара из пароводяного контура работающей на ископаемом топливе электростанции и в котором загрязненный диоксидом углерода абсорбент (25) регенерируют, в результате чего образуется регенерированный абсорбент (26).

Изобретение относится к способу очищения биогаза для извлечения метана, в котором компоненты, содержащиеся в биогазе, такие как диоксид углерода, соединения серы и аммиака, отделяются в ходе нескольких этапов процесса, и к соответствующей системе для осуществления способа.

Изобретение относится к области очистки газов пиролиза углеводородного сырья от сероводорода и двуокиси углерода, конкретнее к способам очистки сернисто-щелочных водных стоков, образовавшихся при щелочной очистке газов. Может быть использовано в химической и нефтехимической отраслях промышленности. Предложена технология селективной очистки пирогаза от кислых компонентов, включающая на первом этапе очистку пирогаза от сероводорода и регенерацию циркулирующего поглотительного раствора с выводом из материального потока элементарной серы, как продукта железо-каталитического окисления сульфидов. На втором этапе поглощение двуокиси углерода с термической регенерацией циркулирующего в схеме газоочистки раствора карбоната натрия. Изобретение обеспечивает полностью безотходную технологию, а также позволяет достичь высокой экономичности технологии. 2 ил.

Изобретение относится к способу очистки газовых смесей, в частности природного газа, содержащих меркаптаны и другие кислые газы, а также к поглащающему указанные загрязнители раствору. Способ очистки газовой смеси, содержащей меркаптан и/или этилмеркаптан и другие кислые газы, включает этап приведения в контакт указанной газовой смеси с поглощающим раствором, содержащим диэтаноламин, этоксилированный полиэтиленимин и воду, причем средняя молекулярная масса этоксилированного полиэтилена составляет от 500 до 106 г/моль. Изобретение позволяет обеспечить эффективное поглощение метилмеркаптана и/или этилмеркаптана, содержащихся в газовой смеси. 12 з.п. ф-лы, 2 ил.

Заявлены способ и установка для нейтрализации кислотности газовой смеси. Способ и установка включают в себя осуществление контакта газовой смеси с абсорбентом в абсорбере. При этом абсорбент содержит несущую фазу и органическую фазу, которая не смешивается с несущей фазой; обеспечение возможности абсорбции органической фазой кислого газа и превращения кислого газа в абсорбированный кислый газ с тем, чтобы превратить абсорбент в абсорбент, богатый газом, и газовую смесь превратить в очищенную газовую смесь. Обеспечение возможности перехода абсорбированного кислого газа в несущую фазу с тем, чтобы образовать в богатом газом абсорбенте первую бедную газом фазу и фазу, богатую газом; подачу богатого газом абсорбента в сепаратор с тем, чтобы отделить первую бедную газом фазу от богатой газом фазы. Циклическое возвращение отделенной первой бедной газом фазы обратно в абсорбер; подачу отделенной богатой газом фазы в регенератор с тем, чтобы получить кислый газ и вторую бедную газом фазу; и циклическое возвращение второй бедной газом фазы обратно в абсорбер. Изобретение позволяет уменьшить общие затраты энергии для проведения операции нейтрализации кислотности. 2 н. и 23 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к области абсорбционной очистки углеводородных газов от сернистых соединений жидкими абсорбентами. Способ очистки природного газа от серы и сероводорода, включающий его контактирование с поглотителем и последующей регенерацией отработанного поглотителя продувкой кислородом воздуха, при этом в качестве поглотителя используют расплав черновой меди при температурах 1225-1350°C и времени контактирования 2-2,5 мин. Технический результат заключается в уменьшении сероотложения в абсорбционном аппарате при сохранении степени регенерации поглотителя. 1 табл.

Изобретение относится к химической промышленности. Устройство содержит сушилку (1) с псевдоожиженным слоем, отапливаемый высушенным бурым углем паровой котел, паровую турбину. Бурый уголь подвергают косвенной сушке в сушилке (1). Высушенный уголь охлаждают, измельчают и подают в паровой котел. Топочный газ из парового котла подвергают абсорбционной очистке для отделения CO2. Устройство для очистки топочного газа включает абсорбционную колонну (14), десорбционную колонну (12), рибойлер (13). Необходимую для абсорбционной очистки энергию частично отбирают из сушилки (1). Изобретение позволяет снизить количество необходимого для очистки топочного газа пара низкого давления. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к способу удаления серосодержащих газов из неочищенных газов. При этом удаленные серосодержащие газы обрабатываются при высоком давлении регенерации. Это позволяет производить подачу в хранилище серосодержащих газов по возможности с низкими затратами на сжатие. Неочищенный газ подается в абсорбционную колонну, в которой он при повышенном рабочем давлении очищается от находящихся в нем сернистых газовых компонентов с помощью физического абсорбента. Абсорбент, насыщенный серосодержащими газами и пригодными для использования газами, подается затем в отпарную колонну высокого давления, в которой испаряется часть абсорбента и в результате образуется экстракционный пар. Посредством экстракционного пара отделяют соабсорбированные, пригодные для использования газы. Пригодные для использования газы выводятся через верхнюю часть отпарной колонны высокого давления. Абсорбент, также содержащийся в парах верхней части отпарной колонны высокого давления, ожижают и снова отводят в отпарную колонну высокого давления. Поток абсорбента, выходящий из нижней части отпарной колонны высокого давления поступает в регенерационную колонну высокого давления, в которой отделяются присутствующие в абсорбенте серосодержащие газы и отводятся под высоким давлением в верхней части регенерационной колонны высокого давления. Регенерированный абсорбент отводится из нижней части регенерационной колонны высокого давления и направляется обратно в абсорбционную колонну. Изобретение позволяет освободить неочищенный газ от серосодержащих компонентов до содержания в несколько частей на миллион. 15 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Очистку газа от сероводорода проводят в двух абсорберах. Исходный газ (2) подается в первый абсорбер (1), из него частично очищенный газ (3) подаётся во второй абсорбер (7), где контактирует с регенерированным абсорбентом, поданным по линии (8). Газ, насыщенный диоксидом углерода (10), отводится с верха второго абсорбера (7). Абсорбент (9) с низа второго абсорбера (7) поступает двумя разнотемпературными потоками (4 и 5) на разные уровни в первый абсорбер (1). Насыщенный сероводородом абсорбент (31) с низа первого абсорбера (1) поступает в регенератор (11). Регенерированный абсорбент через накопитель (15) и насос (37) по линии (8) подаётся во второй абсорбер (7). Предложенный способ позволяет повысить степень очистки от сероводорода отходящих газов с одновременным увеличением селективности извлечения сероводорода в присутствии диоксида углерода. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 3 табл.

Изобретение относится к восстановительно-окислительному способу обработки газа, содержащего сероводород, с применением окислительного аппарата в сочетании с абсорбером. Способ непрерывного удаления сернистого водорода из потока газа включает контактирование исходного газообразного сырья, содержащего сернистый водород, с катализатором, представляющим собой хелатированный металл, в абсорбере, работающем при давлении Р1, превышающем 100 ф/дюйм2, с получением первого потока газа, не содержащего сернистый водород, и второго потока, содержащего элементарную серу и раствор хелатированного металла, удаление первого потока, обеспечение окислительного аппарата, работающего при давлении Р2, где Р2>Р1+5 ф/дюйм2, направление части второго потока в окислительный аппарат, введение потока сжатого воздуха, содержащего кислород, в окислительный аппарат, таким образом, чтобы осуществлялась диффузия кислорода и его контактирование с указанным вторым потоком, и выделение элементарной серы из раствора катализатора на основе хелатированного металла в окислительном аппарате и удаление серы из окислительно-восстановительного процесса. Изобретение обеспечивает эффективное удаление сероводорода из газовых потоков восстановительно-окислительным способом при высоком давлении. 4 з. п. ф - лы, 1 ил.

Изобретение относится к абсорбционной очистке газа, а именно к устройству абсорбционных аппаратов, и может быть использовано при очистке газов в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности. Предложен фракционирующий абсорбер, состоящий из вертикального корпуса, абсорбционной и отпарной массообменных секций, зоны питания с патрубком ввода очищаемого газа, размещенной между ними, верхней сепарационной зоны с патрубками ввода абсорбента и вывода очищенного газа и нижней сепарационной зоны с патрубком вывода абсорбата. Массообменные секции разделены на две подсекции, каждая из которых содержит по меньшей мере один тепломассообменный блок, оснащенный патрубками ввода и вывода теплоносителя или хладоагента, выполненный из тепломассообменных элементов спирально-радиального типа, образующих внутреннее пространство для прохода теплоносителя или хладоагента и наружное пространство для противоточного массообмена между газом и падающей пленкой жидкости. Патрубок вывода абсорбата и нижний патрубок отпарной подсекции, примыкающей к зоне питания, а также патрубок вывода очищенного газа и верхний патрубок абсорбционной подсекции, примыкающей к зоне питания, попарно соединены трубопроводами. Наружное пространство тепломассообменных блоков абсорбционной секции целесообразно заполнить массообменной насадкой. Изобретение позволяет уменьшить энергозатраты и снизить металлоемкости. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

В заявке описан абсорбент для извлечения кислых газов из жидкостного потока, включающий водный раствор а) по меньшей мере одной соли металла с аминокарбоновой кислотой и b) по меньшей мере одного кислого промотора, причем молярное отношение компонента b) к компоненту а) составляет от 0,0005 до 1. Кислый промотор выбран из группы, включающей минеральные кислоты, карбоновые кислоты, сульфокислоты, органические фосфоновые кислоты и их неполные сложные эфиры. В отличие от известных абсорбентов на основе солей аминокислот регенерация указанного абсорбента требует использования меньшей энергии без существенного снижения абсорбционной емкости раствора (способности поглощать кислые газы). При осуществлении способа извлечения кислых газов из жидкостного потока реализуют контакт жидкостного потока с указанным абсорбентом. Изобретение позволяет уменьшить необходимую для регенерации используемого абсорбента энергию. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл.
Наверх