Способ осушки горючих газов


 


Владельцы патента RU 2565169:

Курочкин Андрей Владиславович (RU)

Изобретение относится к способам адсорбционной осушки и может найти применение в нефтегазовой и других отраслях промышленности для осушки горючих газов. Способ включает адсорбционную осушку отсепарированного газа, регенерацию адсорбента путем продувки нагретым газом, для чего снижают давление до давления ниже давления адсорбции с получением редуцированного газа, продувают адсорбент первой частью газа окисления с получением первого продувочного газа, затем продувают адсорбент второй частью газа окисления, после продувают редуцированным газом с получением второго продувочного газа, поднимают давление до давления адсорбции и охлаждают адсорбент путем продувки осушенного газа, которую затем смешивают с остальной частью осушенного газа, при этом смесь первого и второго продувочных газов подвергают каталитическому окислению кислородсодержащим газом с получением газа окисления, который разделяют на две части и направляют на продувку адсорбента. Изобретение обеспечивает снижение энергоемкости, а также повышение пожаровзрывобезопасности и экологической безопасности. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

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

Известен способ осушки газа, описанный в монографии [Н.В. Кельцев. Основы адсорбционной техники. - М.: Химия, 1976, с. 332], который включает осушку газа адсорбентом, регенерацию насыщенного влагой адсорбента путем обратной продувки нагретой частью осушенного газа с получением газа регенерации и рециркуляции последнего в поток осушаемого газа после охлаждения и сепарации конденсата.

Основным недостатком способа является большое количество газа регенерации - до 15% от объема осушаемого газа и связанные с этим высокие энергозатраты на его нагрев, охлаждение и рециркуляцию.

Наиболее близок к предлагаемому изобретению способ адсорбционной осушки природного газа [RU №2063792, МПК B01D 53/26, опубл. 20.07.1996], включающий адсорбционную осушку предварительно отсепарированного газа силикагелем (адсорбентом), размещенным в адсорбере, последующую регенерацию адсорбента путем продувки частью компримированного осушенного газа (продувочным газом) после его огневого нагрева, а также охлаждение регенерированного адсорбента сырым газом. Газ регенерации после охлаждения воздухом и сепарации конденсата рециркулируют в поток осушаемого газа.

Недостатками данного способа являются:

- сложность и энергоемкость способа из-за использования части осушенного газа в качестве продувочного газа и возникающей вследствие этого необходимости компримирования и огневого нагрева, охлаждения и сепарации газа регенерации, что требует большого расхода электроэнергии,

- повышенная пожаровзрыво- и экологическая опасность способа из-за применения огневого нагрева и загрязнения атмосферы продуктами сгорания.

Задачей изобретения является упрощение и снижение энергоемкости способа, повышение его пожаровзрывобезопасности и экологической безопасности.

Технический результат, достигаемый при осуществлении изобретения:

- упрощение и снижение энергоемкости способа за счет использования в качестве продувочного газа части газа окисления, что исключает необходимость компримирования и огневого нагрева продувочного газа, охлаждения и сепарации газа регенерации,

- повышение пожаровзрывобезопасности и экологической безопасности способа за счет полной утилизации смеси продувочных газов путем каталитического окисления взамен пламенного сжигания.

В известном способе, включающем адсорбционную осушку отсепарированного газа регенерацию адсорбента путем продувки нагретым газом, а также последующее охлаждение адсорбента, особенность заключается в том, что регенерацию адсорбента осуществляют при давлении, которое поддерживают ниже давления адсорбции, для чего снижают давление с получением редуцированного газа, продувают адсорбент первой частью газа окисления с получением первого продувочного газа, затем продувают адсорбент второй частью газа окисления, после чего продувают редуцированным газом с получением второго продувочного газа, поднимают давление до давления адсорбции и охлаждают адсорбент путем продувки по меньшей мере частью осушенного газа, которую затем смешивают с остальной частью осушенного газа, при этом смесь первого и второго продувочных газов подвергают каталитическому окислению кислородсодержащим газом с получением газа окисления, который разделяют на две части и направляют на продувку адсорбента.

Для обеспечения непрерывности процесса осушку осуществляют по меньшей мере в двух адсорберах, в одном из которых происходит осушка газа, а в другом - регенерация адсорбента. Для обеспечения требуемого расхода газа окисления целесообразно предусмотреть возможность смешения редуцированного газа с частью осушенного газа. При необходимости ускорения охлаждения регенерированного адсорбента может быть использовано дополнительное косвенное охлаждение.

Объем загрузки адсорбента выбирают исходя из влажности осушаемого горючего газа и времени, необходимого для насыщения адсорбента, с учетом циклограммы процесса.

Продувка адсорбента первой частью газа окисления позволяет удалить из адсорбера горючие газы, а также получить первый продувочный газ.

Регенерация адсорбента при давлении ниже, чем давление адсорбции, способствует десорбции влаги из адсорбента и снижает количество газа окисления, требующегося для регенерации адсорбента. Кроме того, при сбросе давления образуется редуцированный газ, который используют для продувки адсорбента, что предотвращает загрязнение осушенного газа газом окисления и позволяет получить второй продувочный газ.

Каталитическое окисление смеси первого и второго продувочных газов обеспечивает получение газа окисления с температурой, достаточной для прοгрева адсорбента до температуры регенерации (определяется типом адсорбента), и за счет этого позволяет исключить образование газа регенерации, упростить процесс и снизить энергоемкость процесса, а также исключить огневой нагрев, за счет чего повысить пожаровзрывобезопасность и экологическую безопасность в результате снижения выбросов вредных веществ в атмосферу на полтора-два порядка.

Осушку осуществляют следующим образом. Отсепарированный горючий газ (I) осушают в адсорбере 1 при давлении адсорбции с получением осушенного газа (II). После насыщения адсорбента его регенерируют, для чего при закрытой линии подачи отсепарированного газа в адсорбере (условно - в адсорбере 2) сбрасывают давление до давления регенерации и получают газ редуцирования (III). Затем адсорбент (условно - в адсорбере 3) продувают первой частью газа окисления (IV) для удаления остаточного горючего газа из свободного пространства адсорбера и получают первый продувочный газ (V). Далее адсорбент (условно - в адсорбере 4) продувают второй частью газа окисления (VI), имеющего температуру выше температуры регенерации, с получением отходящего газа (VII), который сбрасывают в атмосферу.

Для удаления газа окисления из свободного пространства адсорбера адсорбент (условно - в адсорбере 5) продувают газом редуцирования (III) с получением второго продувочного газа (VIII). Далее осуществляют подъем давления (условно - в адсорбере 6) до давления адсорбции и охлаждают адсорбент продувкой по меньшей мере частью осушенного газа (IX), которую затем возвращают в поток осушенного газа (II). После чего адсорбер с регенерированным охлажденным адсорбентом находится в режиме ожидания (на схеме не показано) до момента его переключения на осушку.

Смесь (X) продувочных газов (V) и (VIII) окисляют в каталитическом реакторе 7 кислородсодержащим газом, например воздухом (XI). Полученный нагретый газ окисления (XII) разделяют на первую (IV) и вторую (VI) части, которые используют для продувки адсорбента. При необходимости газ редуцирования (III) смешивают с частью осушенного газа (показано пунктиром).

Сущность изобретения иллюстрируется следующим примером. 10000 нм3/час отсепарированного природного газа с влажностью 9,4 г/м3 при 10 МПа и 10°С осушают композитным адсорбентом на основе окиси алюминия, модифицированной окисью кальция, до содержания влаги менее 9 мг/м3, что соответствует температуре точки росы около минус 60°С. Насыщенный адсорбент регенерируют, для чего давление в адсорбере сбрасывают до 0,1 МПа с получением 5 м3 газа редуцирования, продувают частью газа окисления с температурой 150°C с получением 1,5 м3 первого продувочного газа, а затем продувают остальной частью газа окисления до полной регенерации. Регенерированный адсорбент продувают газом редуцирования с получением 5 м3 второго продувочного газа, поднимают давление в адсорбере до 10 ΜΠа и охлаждают путем продувки осушенным газом. Для получения газа окисления первый и второй продувочные газы окисляют кислородом воздуха в присутствии марганецсодержащего катализатора. Суммарное количество выброшенных в атмосферу окислов азота, окиси углерода составило около 30 мг/час.

В условиях прототипа образуется 1400 нм3/час газа регенерации, который компримируют и нагревают до 180-200°C с помощью огневого нагрева, а выбросы окислов азота, окиси углерода и продуктов неполного сгорания в атмосферу составили свыше 5000 мг/час.

Из примера следует, что предлагаемый способ позволяет упростить осушку и снизить ее энергоемкость, повысить пожаровзрывобезопасность, экологическую безопасность и может быть использован в нефтегазовой и других отраслях промышленности.

1. Способ осушки горючих газов, включающий адсорбционную осушку отсепарированного газа, регенерацию адсорбента путем продувки нагретым газом, а также последующее охлаждение адсорбента, отличающийся тем, что регенерацию адсорбента осуществляют при давлении, которое поддерживают ниже давления адсорбции, для чего снижают давление с получением редуцированного газа, продувают адсорбент первой частью газа окисления с получением первого продувочного газа, затем продувают адсорбент второй частью газа окисления, после чего продувают редуцированным газом с получением второго продувочного газа, поднимают давление до давления адсорбции и охлаждают адсорбент путем продувки по меньшей мере частью осушенного газа, которую затем смешивают с остальной частью осушенного газа, при этом смесь первого и второго продувочных газов подвергают каталитическому окислению кислородсодержащим газом с получением газа окисления, который разделяют на две части и направляют на продувку адсорбента.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что осушку осуществляют по меньшей мере в двух адсорберах, в одном из которых происходит осушка газа, а в другом - регенерация адсорбента.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что редуцированный газ смешивают с частью осушенного газа.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что регенерированный адсорбент дополнительно охлаждают путем косвенного охлаждения.



 

Похожие патенты:

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.

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.

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 адсорбционной осушке газов и может найти применение в различных отраслях промышленности для осушки газа до температуры точки росы минус 70°C и ниже.

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.

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 технике и технологии подготовки газа и может быть использовано в технологических процессах низкотемпературной переработки газа с целью получения сжиженного природного газа (СПГ) и позволяет расширить диапазон применения установки за счет обеспечения подготовки углеводородного газа для комплексных технологических линий по сжижению природного газа при повышении эффективной работы адсорбционного блока как по осушке газа, так и по его очистке от вредных примесей, в том числе от ртути, и при полной утилизации отработанного газа регенерации. Установка включает линию подачи компримированного сырьевого газа, входной сепаратор сырьевого газа, имеющий линии вывода отсепарированного газа и вывода вредных примесей, адсорбционный блок, содержащий по крайней мере три параллельно соединенных адсорбера, заполненных адсорбентом, с трубопроводной обвязкой с запорной арматурой и имеющий линию подачи газа, линию отвода газа через фильтр на низкотемпературную переработку, а также линию подвода газа регенерации с системой нагрева газа регенерации и системой газа охлаждения и линию отвода отработанного газа регенерации. Установка также содержит блок охлаждения и сепарации отработанного газа регенерации с линией выхода воды и линией отвода отсепарированного отработанного газа регенерации, блок мембранного разделения газа регенерации с линией выхода газа, не проникшего через мембрану, и линией выхода газовой смеси, проникшей через мембрану. Линия вывода отсепарированного газа из входного сепаратора сырьевого газа соединена с дополнительно установленным блоком аминовой очистки газа от CO2 и метанола, имеющим линию выхода CO2 и линию выхода очищенного газа, соединенную через установленный теплообменник-холодильник с сепаратором подготовки газа для осушки, имеющим линию выхода воды и линию выхода газа, соединенную с адсорбционным блоком. Каждый адсорбер адсорбционного блока выполнен с комбинированным слоем адсорбентов, первым по ходу подачи углеводородного газа в адсорбере расположен слой регенерируемых молекулярных сит, обеспечивающий поглощение CO2, воды, метанола, а затем расположен слой регенерируемого адсорбента, обеспечивающий очистку газа от ртути. Линия отвода отсепарированного отработанного газа регенерации из блока охлаждения и сепарации отработанного газа регенерации соединена с блоком мембранного разделения газа регенерации, причем линия вывода газовой смеси, проникшей через мембрану, соединена с топливной сетью, а линия выхода газа, не проникшего через мембрану, соединена с установленным узлом адсорбционной нерегенеративной очистки газа регенерации от ртути, имеющим линию вывода осушенного и очищенного газа регенерации, соединенную через фильтр с потребителем на собственные нужды или через компрессор с линией вывода отсепарированного газа входного сепаратора сырьевого газа или с линией выхода очищенного газа. Установка снабжена трубопроводными линиями, соединяющими оборудование, и запорно-регулирующей арматурой. 2 ил.
Наверх