Способ регенерации насыщенного раствора поглотителя влаги



Способ регенерации насыщенного раствора поглотителя влаги
Способ регенерации насыщенного раствора поглотителя влаги
Способ регенерации насыщенного раствора поглотителя влаги

 


Владельцы патента RU 2575540:

Насибуллин Руслан Аликович (RU)
Сульман Эсфирь Михайловна (RU)

Изобретение относится к способам регенерации насыщенного раствора поглотителя влаги - диэтиленгликоля, который используют в качестве абсорбента для извлечения водяных паров из газа в установках осушки природных и нефтяных газов. Способ регенерации насыщенного раствора поглотителя влаги, включающий вывод из абсорбера установки осушки природных и нефтяных газов насыщенного абсорбента и его обработку в две стадии, при этом обработку проводят при удельном потоке в надмембранном пространстве 3,7·103-3,9·103 л/(ч·м2), отличающийся тем, что на первой стадии процесс проводится с использованием 2 мембранных установок при 18-25°С, причем в первой мембранной установке происходит отделение ионов Са2+, а во второй - ионов Cl-, а вторую стадию процесса проводят с использованием 2 других мембранных установок при 50-55°С. Технический результат - повышение качества и эффективности регенерации абсорбента. Предлагаемый способ может быть широко использован для утилизации и регенерации отходов химической технологии, применяемой в нефте-, газодобывающей и перерабатывающей промышленности, так как он позволяет безотходно и экономично повторно использовать осушитель природных и нефтяных газов. 1 ил., 2 табл.

 

Изобретение относится к способам регенерации насыщенного раствора поглотителя влаги - диэтиленгликоля, который используют в качестве абсорбента для извлечения водяных паров из газа в установках осушки природных и нефтяных газов.

Известен способ регенерации насыщенного раствора поглотителя влаги (авторское свидетельство СССР №622362, МПК B01D 53/26, 1988 г. ), заключающийся в том, что часть подогретого раствора после печи подают в буферную емкость, в которую поступает также из полуглухой тарелки колонны насыщенный раствор абсорбента (диэтиленгликоля). За счет смешения более горячего раствора, поступающего из печи, с раствором, имеющим более низкую температуру, в емкости происходит испарение части воды. Образующуюся паровую фазу подают в куб колонны. Раствор из буферной емкости насосами подают в печь. Регенерированный раствор из куба колонны насосами отводят от установки.

Недостатками данного способа являются: термическое разложение диэтиленгликоля за счет его перегрева; интенсивная коррозия оборудования, которая в паровой фазе существенно выше, чем в жидкой; существенное нарушение режима при изменении производительности.

Также известен способ регенерации насыщенного раствора абсорбента (патент РФ №2023484, МПК B01D 53/26, 1994 г. ), включающий вывод из абсорбера установки осушки природных и нефтяных газов, подачу последнего в десорбер, разделенный полуглухой тарелкой, подогрев в печи с поддержанием жидкофазного состояния абсорбента в количестве, необходимом для получения заданной концентрации регенерированного раствора абсорбента и определяемом кратностью рециркуляции раствора через печь.

Недостатком этого способа является включение в технологическую схему печи, что приводит к неизбежному частичному термическому разложению диэтиленгликоля.

Известен также способ регенерации осушителя природного газа (патент РФ №2121392, МПК B01D 53/26, 1998 г. ), включающий вывод из абсорбера установки осушки природных и нефтяных газов насыщенного абсорбента и его обработку в две технологические стадии, первая из которых позволяет обессолить насыщенный абсорбент за счет его прокачки через мембранный элемент и последующее пропускание через ионнообменные колонки при температуре 20-35°С, а вторая приводит к осушке обессоленного абсорбента путем его первапорации, проводимой при температуре 58-60°С.

Недостатком этого способа является использование на стадии обессоливания ионнообменных колонок, что требует частых остановок технологического процесса для их регенерации.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ регенерации насыщенного раствора поглотителя влаги (патент РФ №2149677, МПК B01D 53/14, B01D 53/26, опубл. 27.05.2000), включающий вывод из абсорбера установки осушки природных и нефтяных газов насыщенного абсорбента и его обработку в две стадии, при этом обработку проводят при давлении 2-4 атм и удельном потоке в надмембранном пространстве 3,7·103-3,9·103 л/(ч·м2), на первой стадии - с использованием двух мембранных установок и на второй стадии - одной мембранной установки.

Недостатком данного способа является необходимость использования высокого давления (2-4 атм) и высокой температуры (57-60°С) при проведении обработки, что существенно увеличивает затраты на проведение процесса.

Задачей, решаемой при создании предлагаемого изобретения, является создание эффективного технологического процесса регенерации абсорбента при щадящих условиях с возможностью его многократного использования.

Технический результат - повышение качества и эффективности регенерации абсорбента.

Технический результат достигается тем, что в способе регенерации насыщенного раствора поглотителя влаги, включающем вывод из абсорбера установки осушки природных и нефтяных газов насыщенного абсорбента и его обработку в две стадии, причем на первой стадии (стадии обессоливания) абсорбент прокачивают последовательно через 2 мембранные установки, на второй стадии (стадии осушки) абсорбент пропускают также через 2 другие мембранные установки. На стадии обессоливания в первой мембранной установке используется мембрана, позволяющая отделить ионы Са2+, а во второй мембранной установке - мембрана, позволяющая отделить ионы Cl-. В качестве материала мембраны на стадии обезвоживания используют гидрофильный материал, позволяющий полностью разделить поглотитель влаги и воду. Все мембраны запаковываются в виде рулонного элемента. Обе стадии проводятся при удельном потоке в надмембранном пространстве 3,7·103-3,9·103 л/(ч·м2).

Контроль за протеканием процесса обессоливания осуществляется методом рентгенофлуоресцентного анализа, а за протеканием процесса первапорации (осушки) - методом газожидкостной хроматографии.

Первая стадия (обессоливания) проводится при температуре 18-25°С, при этом дополнительное охлаждение ниже 18°С или нагревание выше 25°С насыщенного осушителя природного газа нецелесообразно вследствие высоких энергозатрат и снижения эффективности обессоливания. Вторая стадия (осушка) проводится при температуре 50-55°С, причем уменьшение температуры ниже 50°С приводит к снижению эффективности разделения диэтиленгликоля и воды, а увеличение температуры выше 55°С - к порче мембраны.

В процессе обессоливания могут быть использованы мембраны на основе эфиров целлюлозы, такие как УНФ-15, УНФ-20, УНФ-40. Обессоливание модельных смесей ДЭГ-вода-CaCl2 свидетельствует, что лучшие показатели по селективности по ионам Са2+ ≈ 75-80%, при удельном потоке в надмембранном пространстве 3,7·103-3,9·103 л/(ч·м2) имеет мембрана типа УНФ-40, а по ионам Cl- ≈ 40-42% имеет мембрана типа УНФ-15, поэтому они предпочтительны в использовании для проведения процесса обессоливания. Для первапорационных процессов оптимальными являются гидрофильные первапорационные мембраны на основе карбоксиметилцеллюлозы.

Проведение процесса регенерации насыщенного раствора поглотителя влаги по описанной выше технологии при оптимальных условиях позволяет получать конечный продукт (регенерированный поглотитель влаги - диэтиленгликоль) с очень низким содержанием воды и солей, что позволяет повторно использовать его в технологии обезвоживания природных и нефтяных газов, а также повышает надежность эксплуатации технологического оборудования и снижение эксплуатационных затрат за счет существенного снижения коррозионной опасности.

Для пояснения способа регенерации насыщенного раствора поглотителя влаги приведен чертеж (фиг. 1), где изображена технологическая схема процесса регенерации осушителя природного газа.

Способ регенерации насыщенного раствора поглотителя влаги основан на мембранных технологиях, включает две технологические стадии и реализуется по следующей схеме: в отстойник 1 поступает абсорбент из установки осушки природных и нефтяных газов, из которого насосом 2 насыщенный абсорбент подают на мембранную установку 3, где осуществляется первая стадия процесса обессоливания (отделение ионов Са2+). Насыщенный, загрязненный солями абсорбент в надмембранное пространство мембранной установки проходит через мембрану мембранной установки 3, выполненную в виде рулонного элемента типа на основе эфиров целлюлозы, диэтиленгликоль и вода проходят в подмембранное пространство, соли накапливаются в смеси над мембраной и возвращаются в отстойник 1. Частично обессоленный поглотитель влаги поступает в накопительную емкость 4, из которой он насосом 5 прокачивается через мембранную установку 6, где происходит вторая стадия обессоливания (отделение ионов Cl-). Насыщенный, загрязненный солями абсорбент в надмембранное пространство мембранной установки проходит через мембрану мембранной установки 6, выполненную в виде рулонного элемента типа на основе эфиров целлюлозы, диэтиленгликоль и вода проходят в подмембранное пространство, соли накапливаются в смеси над мембраной и возвращаются в накопительную емкость 4. Далее обессоленный насыщенный водой абсорбент (диэтиленгликоль) собирается в накопительную емкость 7. Насосом 8 обессоленный диэтиленгликоль из накопительной емкости 7 прокачивают через теплообменник 9 и нагретый до 50-55°С обессоленный, насыщенный водой диэтиленгликоль подают на первапорационную мембранную установку 10, где вода, проходя через мембрану, выполненную на основе гидрофильного материала (карбоксиметилцеллюлоза), оказывается в подмембранном пространстве, где под действием вакуума испаряется, при этом водяной пар откачивают вакуум-насосом 11, а частично обезвоженный диэтиленгликоль подают на вторую первапорационную мембранную установку 12, где вода, проходя через мембрану, выполненную на основе гидрофильного материала (карбоксиметилцеллюлоза), оказывается в подмембранном пространстве, и под действием вакуума испаряется, при этом водяной пар откачивают вакуум-насосом 13. Далее обезвоженный (регенерированный) диэтиленгликоль собирают в емкость 14, откуда снова подают в процесс осушки природного газа 15.

Способ иллюстрируется примерами.

Пример 1

Способ осуществлялся по описанной выше методике, в первой мембранной установке на стадии обессоливания использовалась мембрана УНФ-40, во второй - УНФ-15. При этом исходный раствор содержал 850 мг/л ионов Са2+ и 850 мг/л ионов Cl-, а обессоливание проводилось при температуре 15°С. После проведения обессоливания было определено содержание ионов кальция и хлора в растворе.

Пример 2

Способ осуществлялся по описанной выше методике, в первой мембранной установке на стадии обессоливания использовалась мембрана УНФ-40, во второй - УНФ-15. При этом исходный раствор содержал 850 мг/л ионов Са2+ и 850 мг/л ионов Cl-, а обессоливание проводилось при температуре 18°С. После проведения обессоливания было определено содержание ионов кальция и хлора в растворе.

Пример 3

Способ осуществлялся по описанной выше методике, в первой мембранной установке на стадии обессоливания использовалась мембрана УНФ-40, во второй - УНФ-15. При этом исходный раствор содержал 850 мг/л ионов Са2+ и 850 мг/л ионов Cl-, а обессоливание проводилось при температуре 22°С. После проведения обессоливания было определено содержание ионов кальция и хлора в растворе.

Пример 4

Способ осуществлялся по описанной выше методике, в первой мембранной установке на стадии обессоливания использовалась мембрана УНФ-40, во второй - УНФ-15. При этом исходный раствор содержал 850 мг/л ионов Са2+ и 850 мг/л ионов Cl-, а обессоливание проводилось при температуре 25°С. После проведения обессоливания было определено содержание ионов кальция и хлора в растворе.

Пример 5

Способ осуществлялся по описанной выше методике, в первой мембранной установке на стадии обессоливания использовалась мембрана УНФ-40, во второй - УНФ-15. При этом исходный раствор содержал 850 мг/л ионов Са2+ и 850 мг/л ионов Cl-, а обессоливание проводилось при температуре 30°С. После проведения обессоливания было определено содержание ионов кальция и хлора в растворе.

Результаты по Примерам 1-5 представлены в таблице 1. Таким образом, как видно из таблицы, наиболее эффективно процесс обессоливания проходит при температурах 18-25°С.

Пример 6

Способ осуществлялся по описанной выше методике, при этом стадия осушки проводилась при температуре 40°С. При этом исходный раствор содержал 25 г/л сухого остатка (упаривание при температуре 200°С). После проведения осушки было определено содержание сухого остатка в фильтрате.

Пример 7

Способ осуществлялся по описанной выше методике, при этом стадия осушки проводилась при температуре 45°С. При этом исходный раствор содержал 25 г/л сухого остатка (упаривание при температуре 200°С). После проведения осушки было определено содержание сухого остатка в фильтрате.

Пример 8

Способ осуществлялся по описанной выше методике, при этом стадия осушки проводилась при температуре 50°С. При этом исходный раствор содержал 25 г/л сухого остатка (упаривание при температуре 200°С). После проведения осушки было определено содержание сухого остатка в фильтрате.

Пример 9

Способ осуществлялся по описанной выше методике, при этом стадия осушки проводилась при температуре 55°С. При этом исходный раствор содержал 25 г/л сухого остатка (упаривание при температуре 200°С). После проведения осушки было определено содержание сухого остатка в фильтрате.

Пример 10

Способ осуществлялся по описанной выше методике, при этом стадия осушки проводилась при температуре 60°С. При этом исходный раствор содержал 25 г/л сухого остатка (упаривание при температуре 200°С). После проведения осушки было определено содержание сухого остатка в фильтрате.

Пример 11

Способ осуществлялся по описанной выше методике, при этом стадия осушки проводилась при температуре 65°С. При этом исходный раствор содержал 25 г/л сухого остатка (упаривание при температуре 200°С). После проведения осушки было определено содержание сухого остатка в фильтрате.

Результаты по Примерам 6-11 представлены в таблице 2. Таким образом, как видно из таблицы, наиболее эффективно процесс осушка проходит при температурах 50-55°С, причем увеличение температуры осушки выше 55°С приводит к порче мембраны.

Предлагаемый способ может быть широко использован для утилизации и регенерации отходов химической технологии, применяемой в нефте-, газодобывающей и перерабатывающей промышленности, так как он позволяет безотходно и экономично повторно использовать осушитель природных и нефтяных газов.

Способ регенерации насыщенного раствора поглотителя влаги, включающий вывод из абсорбера установки осушки природных и нефтяных газов насыщенного абсорбента и его обработку в две стадии, при этом обработку проводят при удельном потоке в надмембранном пространстве 3,7·103-3,9·103 л/(ч·м2), отличающийся тем, что на первой стадии процесс проводится с использованием 2 мембранных установок при 18-25°С, причем в первой мембранной установке происходит отделение ионов Са2+, а во второй - ионов Cl-, а вторую стадию процесса проводят с использованием 2 других мембранных установок при 50-55°С.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Осуществляют обработку топочного газа от энергоустановки на биомассе для получения газа с объемной концентрацией диоксида углерода более 85%.

Изобретение может быть использовано в химической области и в области цветной металлургии. Способ очистки отходящих газов титано-магниевого производства включает обработку отходящих газов смесью щелочного реагента с водным раствором карбамида.

Сначала в первом процессе абсорбции абсорбируют диоксид углерода при введении в контакт подводимого содержащего диоксид углерода природного газа с первым обводным потоком растворителя.

Настоящее изобретение предлагает систему обработки жидкостью, включающую реактор, где реактор сконструирован так, что он содержит газообразную фазу и водную фазу, обе фазы, контактирующие с агетерогенным катализатором гидрогенации, иммобилизованным или суспендированным внутри водной фазы, где газообразная фаза включает водород и где водная фаза включает (i) раствор аминов; и (ii) соединения нитрозамина и/или нитрамина, полученные в результате способов десульфуризации газа с помощью аминов.

Изобретение относится к процессам обессеривания газов и может быть использовано в различных отраслях промышленности для очистки газов от сероводорода с одновременным получением серы.

Изобретение относится к установке для производства железа прямого восстановления. Установка содержит восстановительную печь 13, устройство 16 удаления кислых газов, устройство 17 для удаления продуктов разложения, обводной контур L11 для байпасирования части бедного растворителя, подлежащего возврату из регенератора в абсорбер и фильтр 41, размещенный в обводном контуре.

Изобретение относится к захвату аммиака, присутствующего в газообразных продуктах сгорания, которые удаляются с помощью диоксида углерода в блоке водной промывки, участвующем в технологическом процессе охлажденного аммиака.

Описан способ десорбции CO2 и устройство для осуществления этого способа. Более конкретно, описан способ десорбции CO2 из абсорбционной текучей среды без использования традиционного стриппера, вместо которого используют теплообменник в качестве мгновенного испарителя.

Изобретение относится к станции подготовки попутного нефтяного газа, включающей последовательно установленные по меньшей мере один узел компримирования и охлаждения с линией отвода сжатого газа и блок осушки с линиями отвода осушенного газа и газа регенерации.

Изобретение относится к устройству для отделения диоксида углерода. В данном случае устройство для отделения, по существу, содержит узел абсорбции для поглощения дымового газа электростанции, работающей на ископаемом топливе, узел десорбции и теплообменник.

Изобретение относится к способу подготовки топливного газа и может быть использовано в нефтегазовой промышленности и энергетике. Способ включает сжатие газа, его охлаждение и сепарацию. Газ предварительно подвергают контактированию с легким абсорбентом, полученный тяжелый абсорбент разделяют на циркулирующий и балансовый, последний смешивают с полученным газом отдувки, сжимают, охлаждают и сепарируют с получением конденсата и газа, который подвергают абсорбции охлажденным циркулирующим тяжелым абсорбентом в условиях отрицательного градиента температур и сепарируют с получением легкого абсорбента и топливного газа. Техническим результатом является снижение потерь углеводородов С5+ с топливным газом и повышение его качества. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области мембранной технологии. Автоматизированная мембранно-абсорбционная газоразделительная система, состоящая из двух последовательно соединенных мембранно-контакторных модулей, причем каждый мембранно-контакторный модуль состоит из контакторного абсорбера и контакторного десорбера с системой обеспечения рециркуляционного потока между абсорбером и десорбером, причем первый мембранно-контакторный модуль предназначен для очистки биогаза от примесей СО2, а второй мембранно-контакторный модуль - для осушки биогаза от водяных паров, отличающаяся тем, что на выходе из второго мембранно-контакторного модуля установлены датчик влажности газовой смеси, соединенный с блоком регулирования величины потока рециркулята в процессе осушки биогаза во втором мембранно-контакторном модуле, и датчик содержания диоксида углерода в газовой смеси, соединенный с блоком регулирования величины потока и температуры рециркулята в процессе очистки биогаза в первом мембранно-контакторном модуле. Технический результат - автоматизация процесса очистки и осушки биогаза. 1 ил.

Изобретение относится к области нефтехимических производств, в частности к процессам подготовки газов пиролиза углеводородов для дальнейшей переработки, и может быть использовано для очистки пирогаза, содержащего ацетилен и этилен в качестве целевых компонентов, от примесей их гомологов и сопутствующих углеводородов C3 и C4. Поставленный технический результат достигается в способе очистки пирогаза от гомологов ацетилена, этилена и углеводородов C3, C4 абсорбцией керосином и последующей его десорбцией, при этом в абсорбент предварительно вводят трет-бутилпирокатехин в количестве 0,02-0,1 мас. %, абсорбцию ведут при -10°C, а десорбцию проводят при нагревании до 180°C в течение 30 минут. Техническим результатом является увеличение эффективности работы абсорбента. 1 табл.

Изобретение относится к способам селективного удаления примесей из газообразных выбросов. В частности, к селективному удалению и извлечению диоксида серы из газообразных выбросов в способе абсорбции/десорбции диоксида серы, в котором применяют буферизованый водный абсорбирующий раствор, содержащий малат натрия, чтобы селективно абсорбировать диоксид серы газообразного выброса. Могут применяться ингибиторы окисления. Абсорбированный диоксид серы затем десорбируют, чтобы регенерировать абсорбирующий раствор и получить газ, обогащенный по отношению к содержанию диоксида серы. Регенерация абсорбирующего раствора может включать в себя встроенный десорбер диоксида серы и теплонасосную систему, чтобы обеспечить повышенную энергоэффективность. Другие варианты осуществления настоящего изобретения относятся к способу одновременного удаления диоксида серы и оксидов азота (NOx) из газообразных выбросов и извлечения диоксида серы. В этом способе применяется буферизованный водный абсорбирующий раствор, дополнительно включающий хелат металла, для абсорбции диоксида серы и NOx из газа, и последующее восстановление абсорбированного NOx с образованием азота. Кроме того, в изобретении предлагается способ одновременного удаления диоксида серы и NO. 3 н. и 14 з.п ф-лы, 6 табл., 8 ил.

Изобретение относится к области очистки газов от сероводорода и/или диоксида углерода и может быть использовано в газовой, нефтяной и нефтеперерабатывающей отраслях промышленности. Абсорбент для очистки газа от H2S и СО2 содержит метилдиэтаноламин, аминоэтилпиперазин, метиловый или этиловый эфир диэтиленгликоля и воду. Использование заявленных компонентов в определенном соотношении обеспечивает повышение скорости регенерации насыщенного абсорбента и повышение качества очистки газа при сокращении затрат тепловой энергии. 2 табл.

Изобретение относится к способу выделения углеводородов из полиолефинового газообразного продукта продувки. Способ включает следующие стадии: выделение полиолефинового продукта, включающего один или более летучих углеводородов из реактора полимеризации; контактирование полиолефинового продукта с продувочным газом с целью удаления по меньшей мере части летучих углеводородов с получением полимерного продукта, в котором снижена концентрация летучих углеводородов, и газообразного продукта продувки, обогащенного летучими углеводородами, причем летучие углеводороды включают водород, метан, один или более С2-12углеводородов, или любую комбинацию перечисленного, причем газообразный продукт продувки находится при давлении от примерно 50 до примерно 250 кПа (абс.); сжатие газообразного продукта продувки до давления, составляющего от примерно 2500 до примерно 10000 кПа (абс.), в котором газообразный продукт продувки сжимают по меньшей мере в две стадии, причем на первой стадии его сжимают при отношении давлений, которое не меньше, чем отношение давлений на последующих стадиях; охлаждение сжатого газообразного продукта продувки; разделение охлажденного газообразного продукта продувки на газообразный продукт, включающий по меньшей мере первый продукт, и конденсированный продукт, включающий второй продукт и третий продукт; и возврат по меньшей мере части по меньшей мере одного из продуктов в перечисленные места: первого продукта в виде продувочного газа, второго продукта в реактор полимеризации или третьего продукта в виде газообразного продукта продувки, обогащенного летучими углеводородами, на стадию до сжатия. Также изобретение относится к системе. Использование настоящего изобретения позволяет осуществлять контроль давления, что помогает защитить потенциальные продукты полимеризации при формировании и увеличить потенциал полимеризации. 2 н. и 19 з.п. ф-лы, 4 табл., 3 пр., 5 ил.

Изобретение направлено на создание способа разделения газов в подаваемом смешанном газовом потоке и аппарата для реализации указанного способа. Способ в соответствии с изобретением включает в себя: i) контактирование подаваемого смешанного газового потока с жидким абсорбентом в абсорбционной колонне под давлением 1 бар или больше, при этом указанный жидкий абсорбент является избирательным в отношении абсорбции одного или больше газов в подаваемом смешанном газовом потоке таким образом, чтобы часть газа в подаваемом смешанном газовом потоке абсорбировалась жидким абсорбентом, что приводит к получению обогащенного жидкого абсорбента; ii) регенерирование по меньшей мере части жидкого абсорбента посредством контакта обогащенного жидкого абсорбента с десорбционной мембраной, при этом давление со стороны проникновения десорбционной мембраны по меньшей мере на 1 бар выше давления со стороны проникновения десорбционной мембраны, чтобы по меньшей мере часть абсорбированного газа десорбировалась из обогащенного жидкого абсорбента и проникала через десорбционную мембрану, тем самым образуя обедненный жидкий абсорбент; и iii) рециркуляцию по меньшей мере части обедненного жидкого абсорбента на стадии i) для контактирования с подаваемым смешанным газовым потоком. Изобретение позволяет использовать экономически эффективную регенерацию абсорбента. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 4 ил.
Наверх