Способ осушки горючих газов


 


Владельцы патента RU 2564285:

Курочкин Андрей Владиславович (RU)

Изобретение относится к способу адсорбционной осушки газов и может найти применение в нефтегазовой и других отраслях промышленности для осушки горючих газов. Способ включает адсорбционную осушку предварительно очищенного осушаемого газа при температуре адсорбции, регенерацию адсорбента путем косвенного нагрева адсорбента до температуры регенерации теплоносителем, последующий отдув паров воды из свободного пространства адсорбера частью осушенного газа, а также охлаждение регенерированного адсорбента до температуры адсорбции воздухом. При этом в качестве теплоносителя используют продукты окисления газа регенерации воздухом. Изобретение обеспечивает простую и эффективную осушку газа. 4 з. п. ф - лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к способам адсорбционной осушки газа и может найти применение в нефтегазовой и других отраслях промышленности для осушки горючих газов.

Известен способ адсорбционной осушки природного газа [RU 2063792, МПК B01D 53/26, опубл. 20.07.1996], включающий адсорбционную осушку предварительно отсепарированного газа силикагелем (адсорбентом) с получением осушенного газа, последующую регенерацию адсорбента путем продувки частью компримированного осушенного газа (продувочного газа), нагретой с помощью огневого нагрева, и охлаждение регенерированного адсорбента сырым газом. Отработанный продувочный газ (газ регенерации) после охлаждения воздухом и сепарации конденсата компримируют и рециркулируют в поток осушаемого газа.

Известный способ требует большого расхода электроэнергии на компримирование продувочного газа (количество которого составляет до 15% от объема осушаемого газа) и на охлаждение газа регенерации, значительного расхода топлива на нагрев продувочного газа, а использование огневого нагрева приводит к повышенной пожаровзрывоопасности способа.

Наиболее близок к предлагаемому изобретению по технической сущности способ адсорбционной осушки природного газа [RU 2504424, МПК B01D 53/26, опубл. 10.11.2013], включающий предварительную очистку смеси осушаемого газа с газом регенерации от капельной влаги и механических примесей, ее осушку адсорбентом композитного типа в условиях поддержания температуры адсорбции за счет косвенного охлаждения адсорбента хладагенгом, регенерацию адсорбента за счет косвенного нагрева адсорбента теплоносителем до температуры регенерации и последующего отдува паров воды из свободного пространства адсорбера частью осушенного газа, подаваемого прямым током, рециркуляцию полученного при этом газа регенерации в поток осушаемого газа, а также косвенное охлаждение регенерированного адсорбента хладагентом до температуры адсорбции.

При этом в качестве хладагента может быть использован атмосферный воздух, а в качестве теплоносителя - нагретый атмосферный воздух, полученный смешением атмосферного воздуха с продуктами каталитического окисления или пламенного сжигания части осушенного газа или иного топлива (при осушке негорючего газа).

Недостатками данного способа являются его сложность, связанная с необходимостью рециркуляции газа регенерации.

Задачей изобретения является упрощение способа.

Техническим результатом является упрощение способа за счет исключения рециркуляции газа регенерации путем его полного сжигания.

В известном способе, включающем адсорбционную осушку предварительно очищенного осушаемого газа при температуре адсорбции, регенерацию адсорбента путем косвенного нагрева адсорбента до температуры регенерации теплоносителем, и последующего отдува паров воды из свободного пространства адсорбера частью осушенного газа, а также охлаждение регенерированного адсорбента до температуры адсорбции воздухом, особенность заключается в том, что в качестве теплоносителя используют продукты окисления газа регенерации воздухом.

При необходимости, например при недостаточном количестве газа регенерации для получения требуемого количества теплоносителя, газ регенерации дополнительно смешивают с частью предварительно очищенного осушаемого газа.

Для сокращения времени охлаждения регенерированного адсорбента целесообразно дополнительно продувать адсорбент, по меньшей мере, частью осушенного газа с последующим ее смешением с оставшейся частью осушенного газа.

При необходимости отдув паров воды из свободного пространства адсорбера осуществляют частью предварительно очищенного осушаемого газа или его смесью с частью осушенного газа при температуре регенерации, поддерживаемой за счет косвенного нагрева теплоносителем.

С целью углубления регенерации и повышения степени осушки целесообразно поддерживать давление регенерации ниже, чем давление адсорбции.

Окисление газа регенерации воздухом может быть осуществлено путем пламенного сжигания или каталитического окисления.

Объем загрузки адсорбента выбирают исходя из влажности осушаемого горючего газа, вида адсорбента, его динамической емкости, конструктивных особенностей адсорбера, а также времени, необходимого для насыщения адсорбента ("проскока" паров воды), с учетом циклограммы работы всех адсорберов.

При осушке горючего газа для получения теплоносителя может быть использован газ регенерации, что позволяет упростить способ за счет исключения рециркуляции газа регенерации, а использование в качестве теплоносителя продуктов окисления газа регенерации воздухом позволяет упростить получение теплоносителя.

Отдув паров воды при температуре регенерации, поддерживаемой за счет косвенного нагрева теплоносителем, позволяет осуществит более глубокую регенерацию адсорбента, уменьшить объем его загрузки и увеличить степень осушки газа (понизить температуру точки росы осушаемого газа).

Предлагаемый способ осуществляют в несколько стадий, при этом для поддержания непрерывности процесса осушки используют по меньшей мере два адсорбера, в одном из которых осуществляют осушку газа, а в другом - регенерацию адсорбента (на схеме чертежа условно показано четыре адсорбера, находящихся на разных стадиях процесса).

Предварительно очищенный осушаемый газ (I) в адсорбере 1 подвергают адсорбционной осушке при давлении и температуре адсорбции с получением осушенного газа (II), основную часть которого выводят с установки (III), а небольшую часть (IV) направляют отдув паров воды.

После насыщения адсорбента влагой, фиксируемого по проскоку паров воды, осуществляют регенерацию адсорбента, для чего сначала адсорбент (условно в адсорбере 2) нагревают теплоносителем (V), при этом происходит десорбция влаги и накопление ее паров в свободном пространстве адсорбера.

Затем адсорбент (условно в адсорбере 3) отдувают частью осушенного газа (IV), подаваемой, например, противотоком к направлению подачи осушаемого газа, в условиях косвенного нагрева частью теплоносителя (V), а полученный газ регенерации (VI) направляют на окисление.

После завершения отдува адсорбент (условно в адсорбере 4) охлаждают воздухом (VIII). Для ускорения охлаждения дополнительно может быть использовано прямое охлаждение адсорбента путем продувки частью осушенного газа (IX) с последующим ее возвратом в поток (III) осушенного газа (показано пунктиром).

Газ регенерации (VI) подвергают окислению воздухом (VIII) в устройстве 5, например каталитическом реакторе, с образованием продуктов окисления (V), используемых далее в качестве теплоносителя. Затем смесь отработанных хладагентов - нагретого атмосферного воздуха (VIII) и охлажденного газа окисления (V) - выводят с установки, например, с помощью дымососа 6.

При необходимости газ регенерации (VI) может быть смешан с частью предварительно очищенного осушаемого газа (показано пунктиром). На первой стадии адсорбент может охлаждаться хладоагентом, например атмосферным воздухом (VIII) - показано пунктиром. Для отдува паров воды часть осушенного газа (IV) может быть смешана с частью (VII) предварительно очищенного осушаемого газа (показано пунктиром). Для углубления регенерации адсорбента процесс может быть осуществлен при пониженном давлении.

Сущность изобретения иллюстрируется следующим примером. Природный газ, используемый затем в качестве импульсного и/или топливного газа в количестве 30 нм3/час, содержащий 1,4 г/м3 паров воды, при 30°С и 5,5 МПа осушают в адсорбере, заполненном композитным адсорбентом на основе окиси алюминия, модифицированной окисью кальция, в котором размещены теплообменные элементы, во внутреннее пространство которых подают атмосферный воздух. На выходе из адсорбера получают осушенный газ с содержанием 9 мг/м3 паров воды (температура точки росы минус 60°С). После проскока влаги адсорбент подвергают регенерации, для чего сначала нагревают до 120°С продуктами окисления газа регенерации, имеющими температуру 350°С, подаваемыми во внутреннее пространство теплообменных элементов адсорбера. Затем в адсорбер противотоком подают 0,5 нм3/час осушенного газа, полученный газ регенерации окисляют в каталитическом реакторе с получением продуктов окисления. После окончания отдувки паров воды адсорбент охлаждают до 40°С, подавая воздух во внутреннее пространство теплообменных элементов адсорбера. Процесс повторяют циклически. Рециркуляция газа регенерации не осуществляется.

Из примера следует, что предлагаемый способ позволяет упростить осушку и может быть использован в нефтегазовой и других отраслях промышленности.

1. Способ осушки горючих газов, включающий адсорбционную осушку предварительно очищенного осушаемого газа при температуре адсорбции, регенерацию адсорбента путем косвенного нагрева адсорбента до температуры регенерации теплоносителем и последующего отдува паров воды из свободного пространства адсорбера частью осушенного газа, а также охлаждение регенерированного адсорбента до температуры адсорбции воздухом, отличающийся тем, что в качестве теплоносителя используют продукты окисления газа регенерации воздухом.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что газ регенерации дополнительно смешивают с частью предварительно очищенного осушаемого газа.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что адсорбент при охлаждении дополнительно продувают, по меньшей мере, частью осушенного газа с последующим ее смешением с оставшейся частью осушенного газа.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что отдув паров воды осуществляют при температуре регенерации, поддерживаемой за счет косвенного нагрева частью предварительно очищенного осушаемого газа или его смесью с частью осушенного газа.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что регенерацию осуществляют при давлении ниже, чем давление адсорбции.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к области машиностроения, а именно к патронам влагоотделителя для устройств обеспечения сжатым воздухом тормозов транспортных средств.

Изобретение относится к отделению частиц от газовых потоков с помощью туманоуловителя с волоконным слоем. Волокнистый слой в сборе содержит опору, имеющую верхний конец, нижний конец и цилиндрическую стенку.

Изобретение относится к устройству для удаления влаги из газовых сред. Адсорбционный осушитель содержит две секции, объединенные в один аппарат посредством общего корпуса и связанные между собой распределительными обвязками для газовых потоков, верхние входные и нижние выходные камеры с патрубками для осушаемого и осушенного газа и единые магистрали для теплоносителя.

Изобретение относится к аппарату для отделения капель жидкости, увлекаемых газом или паром, проходящим через аппарат. Сепаратор жидкости содержит блоки из параллельных гофрированных пластин, расположенных на расстоянии друг от друга.

Способ сушки влажного газового потока, обогащенного CO2, из способа кислородного горения включает: сжатие влажного газового потока, обогащенного CO2, до рабочего давления способа сушки, охлаждение влажного газового потока, обогащенного CO2, по меньшей мере, в одном охладителе, альтернативно, сушку влажного газового потока, обогащенного CO2, по меньшей мере, в одной сушилке, которая содержит, по меньшей мере, один слой десиканта, и регенерацию слоя десиканта посредством прохождения нагретого регенерирующего газа через сушилку в направлении, противоположном направлению потока влажного газового потока, обогащенного CO2, разделение высушенного газового потока, обогащенного CO2, в способе очистки на газовый поток очищенного СО2 и отработанный газовый поток, обогащенный азотом и кислородом, при этом отработанный газовый поток, обогащенный азотом и кислородом, используют в качестве регенерирующего газа, и после регенерации сушилку продувают, по меньшей мере, один раз газовым потоком высокого давления, обогащенным CO2, поступающим из компрессора, и при этом сушилку загружают до рабочего давления способа сушки газовым потоком высокого давления, обогащенным CO2, поступающим из компрессора, перед каждым способом сушки.

Изобретение относится к способу компримирования и адсорбционной осушки газов и может найти применение в различных отраслях промышленности для получения глубоко осушенного сжатого газа.

Изобретение относится к устройству, способу и их использованию для выделения воды из газов или очистки воды. Устройство содержит контейнер с герметичным отверстием, крышкой, гигроскопичным материалом и устройством подачи энергии, расположенным в гигроскопичном материале, при этом контейнер выполнен из теплопроводного не прозрачного материала.

Изобретение относится к способу компримирования и адсорбционной осушки газов и может найти применение в промышленности для получения сжатого осушенного газа. Способ включает компримирование газа в многоступенчатом компрессоре совместно с газом регенерации, рециркулируемым на одну из ступеней компримирования, с получением компрессата, пропускание части компрессата в качестве десорбирующего агента через адсорбер, находящийся на первом этапе регенерации, который затем смешивают с остальной частью компрессата, смесь охлаждают, сепарируют и отправляют на осушку в адсорбер, находящийся в стадии адсорбции, с получением осушенного сжатого газа, основную часть которого направляют потребителю, а другую часть дросселируют и подают в адсорбер, находящийся на втором этапе регенерации, с получением газа регенерации.

Изобретение относится к очистке воздуха и может быть использовано в газовой, нефтяной, нефтехимической и других отраслях промышленности. Способ очистки воздуха заключается в попеременном пропускании очищаемого воздуха через адсорбент, находящийся в двух адсорберах, при этом работу одного адсорбера осуществляют в режиме осушки, а работу второго адсорбера осуществляют в режиме регенерации.
Изобретение относится к сорбционным технологиям, в частности к адсорбентам, используемым для осушки от воды газовых сред. Адсорбент для удаления воды из газов содержит пористую матрицу, в поры которой введено активное влагопоглощающее гигроскопическое вещество из группы галогенидов щелочноземельных металлов, при этом в качестве пористой матрицы используют мезопористые силикаты из группы, включающей силикат МСМ-41, алюмосиликат, цирконосиликат или титаносиликат, полученные методом золь-гель метода или темплатного синтеза с последующим прогреванием в токе воздуха при температуре 200-450°C в течение 1-4 ч, в мезопоры которых размером 2-10 нм и общим объемом пор более 1 см3/г методом пропитки из водного раствора введен безводный хлорид кальция в количестве 40-100 вес.% в расчете на сухое вещество матрицы и последующей сушкой адсорбента на воздухе при 100°C в течение 2 ч.

Изобретение относится к системе для получения кислорода в учреждении, содержащей по меньшей мере одно устройство для получения медицинского воздуха, блок адсорбции с перепадом давления, который служит для получения потока кислорода, и учреждение, содержащее сеть трубопроводов для медицинского воздуха и вакуумную систему, причем по меньшей мере одно устройство для получения медицинского воздуха присоединено к сети трубопроводов для медицинского воздуха, при этом по меньшей мере первая часть потока получаемого медицинского воздуха подается из по меньшей мере одного устройства для получения медицинского воздуха к сети трубопроводов для медицинского воздуха.

Адсорберная емкость для адсорбции газообразных загрязнений из газового потока, включающая вертикальную стеночную перегородку, размещенную на внутренней поверхности стенки абсорберной емкости, и опору слоя, размещенную ниже вертикальной стеночной перегородки и прикрепленную к внутренней поверхности стенки адсорберной емкости для поддерживания адсорбентного материала, где адсорбентный материал удерживается внутри опорой слоя, стенкой адсорберной емкости и вертикальной стеночной перегородкой таким образом, что по меньшей мере 90% объема, созданного между вертикальной стеночной перегородкой и внутренней поверхностью адсорберной емкости, не содержат адсорбентный материал.

Адсорбер // 2554588
Изобретение относится к технике очистки газов адсорбентами, а именно к газоочистному оборудованию, и может найти применение в химической, металлургической и других отраслях промышленности для очистки газовых смесей.

Изобретение относится к устройству для удаления влаги из газовых сред. Адсорбционный осушитель содержит две секции, объединенные в один аппарат посредством общего корпуса и связанные между собой распределительными обвязками для газовых потоков, верхние входные и нижние выходные камеры с патрубками для осушаемого и осушенного газа и единые магистрали для теплоносителя.

Группа изобретений относится к способу отделения вредных веществ из газового потока и касается способа удаления вредных веществ из диоксида углерода и устройства для его осуществления.

Изобретение относится к способу компримирования и адсорбционной осушки газов и может найти применение в различных отраслях промышленности для получения глубоко осушенного сжатого газа.

При осуществлении обогащения горючего газа для ограничения разрушения/измельчения адсорбента без увеличения периода времени, требуемого для стадии выравнивания давления, стадия выравнивания давления осуществляется с установкой открытого клапана V4 открывания/закрывания канала выравнивания давления, введенного в канал L4 выравнивания давления, после выполнения стадии адсорбции в первой адсорбционной башне U1 и после выполнения стадии десорбции во второй адсорбционной башне U2, соединенной/связанной с первой адсорбционной башней каналом L4 выравнивания давления.

Предложена абсорбционная колонна, наполненная адсорбентом, средство подачи/вывода для подачи исходного газа, содержащего горючий газ и воздух, средство сбора для десорбции горючего газа, адсорбированного адсорбентом, и сбора десорбированного газа, средство управления для последовательного осуществления процесса адсорбции горючего газа и процесса десорбции горючего газа, датчик для детектирования концентрации горючего газа в исходном газе и секция установки рабочих условий для изменения момента завершения адсорбции для средства управления с завершением процесса адсорбции на основе концентрации горючего газа, продетектированной датчиком.

Изобретение относится к способу компримирования и адсорбционной осушки газов и может найти применение в промышленности для получения сжатого осушенного газа. Способ включает компримирование газа в многоступенчатом компрессоре совместно с газом регенерации, рециркулируемым на одну из ступеней компримирования, с получением компрессата, пропускание части компрессата в качестве десорбирующего агента через адсорбер, находящийся на первом этапе регенерации, который затем смешивают с остальной частью компрессата, смесь охлаждают, сепарируют и отправляют на осушку в адсорбер, находящийся в стадии адсорбции, с получением осушенного сжатого газа, основную часть которого направляют потребителю, а другую часть дросселируют и подают в адсорбер, находящийся на втором этапе регенерации, с получением газа регенерации.

Адсорбер // 2547115
Изобретение относится к устройствам для разделения газов адсорбцией. Адсорбер для разделения газов с использованием метода короткоцикловой безнагревной адсорбции содержит корпус с помещенным в нем адсорбирующим блоком и штуцерами для подвода и отвода разделяемого газа и отбора целевого компонента.

Изобретение относится к адсорбционной осушке газов и может найти применение в различных отраслях промышленности для осушки газа до температуры точки росы минус 70°C и ниже. Способ включает компримирование осушаемого газа и осушку компрессата путем охлаждения в условиях дефлегмации с получением конденсата и газа дефлегмации и пропускания через адсорбент с получением осушенного сжатого газа и последующую регенерацию адсорбента. При этом газ дефлегмации осушают в установке, включающей три адсорбера, в каждом из которых находится слой адсорбента, для чего газ дефлегмации подвергают осушке в первом адсорбере и глубокой осушке во втором адсорбере, а регенерацию адсорбента осуществляют в третьем адсорбере, причем адсорберы циклически переключают. Изобретение обеспечивает эффективную осушку газа и снижение объема загрузки адсорбента. 1 ил.
Наверх