Способ утилизации кубового остатка регенерации метанола


 


Владельцы патента RU 2593615:

Виленский Леонид Михайлович (RU)
Беляев Андрей Юрьевич (RU)

Изобретение относится к области технологии подготовки природного и попутного газа, к транспорту и переработке газа и может быть использовано в газовой, нефтяной и газоперерабатывающей промышленности. Для утилизации кубового остатка регенерации метанола его подают в топку распылением в виде газовоздушной смеси. Дополнительно в топку подают сероводород, тяжелые углеводородные фракции. Органическая фаза кубового остатка сгорает, а вода испаряется. Изобретение позволяет повысить эффективность утилизации метанола кубового остатка процесса регенерации метанола при одновременном упрощении аппаратурного оформления процесса и уменьшить загрязнение используемого оборудования отложением минеральных веществ. 5 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к области технологии подготовки природного и попутного газа к транспорту и переработки газа, в частности к способам регенерации метанола (ингибитора гидратообразования), и может быть использовано в газовой, нефтяной и газоперерабатывающей промышленности.

В большинстве технических процессов по регенерации метанола образующийся кубовый остаток, содержащий иногда значительные количества метанола, отбрасывают в канализацию (Бухгалтер Э.Б. «Метанол и его использование в газовой промышленности». М.: Недра, 1986, с. 141-143), хотя метанол представляет собой токсичное вещество с достаточно низким пдк.

Известен (авторское свидетельство SU 1699950, опубл. 23.12.1991) способ регенерации метанола из высококонцентрированных сточных вод, образующихся при синтезе карбамидных смол из мочевины и формальдегида на производствах древесностружечных и древесноволокнистых плит. Сточные воды содержат метанол до 180 г/л, формальдегид до 50 г/л, аммиак до 25 г/л, уротропин в пределах 4-5 г/л, муравьиную кислоту в пределах 3-7 г/л при pH до 10. Для осуществления способа сточную воду подкисляют серной кислотой до pH 3-6,5 и проводят простую отгонку водно-метанольно-формальдегидной фракции при температуре кубовой жидкости 82-100°C. При этом в кубовой жидкости образуется взвесь твердого продукта коричневого цвета. Отогнанную водно-метанольно-формальдегидную фракцию направляют на ректификацию для получения товарного метанола. Степень утилизации метанола 98,1%. Кубовый остаток, содержащий остаточный метанол, после простой перегонки смешивают с кубовым остатком после ректификации, вводят в смесь гидроксид кальция до pH 9.5-10,5 и гидроксид натрия в количестве 12-14 мг/л и выдерживают при 80-95°C в течение 40-60 мин.

Недостатком известного способа является отсутствие переработки кубового остатка, содержащего метанол.

Известен также (патент RU 2496558, опубл. 27.10.2013) способ регенерации метанола из насыщенного водой раствора, включающий подачу насыщенного водой метанола через теплообменник и противонакипное устройство в среднюю часть ректификационной колонны, подачу в нижнюю часть ректификационной колонны из испарителя газообразной среды для разделения смеси метанола и воды с последующим сбором регенерированного метанола, причем используют объединение испарителя и ректификационной колонны в один вертикальный агрегат, при этом в качестве испарителя используют, по меньшей мере, одну тепловую трубу, в которой расположена, по меньшей мере, одна греющая труба.

Недостатком известного способа является отсутствие переработки кубового остатка, содержащего метанол.

Известен (патент RU 138474, опубл. 20.03.2014) способ регенерации метанола из водно-метанольного раствора с переработкой кубового остатка. При реализации известного способа кубовый остаток, содержащий значительное количество метанола, направляют в огневой испаритель, где происходит перевод метанола, а также воды в газообразное состояние, при этом минеральные примеси, присутствующие в кубовом остатке, оседают на стенках испарителя.

Недостатками известного способа следует признать отсутствие разрушения молекул метанола, поскольку огневой испаритель не разрушает молекулы органических веществ, а только переводит их в газообразное состояние (http://www.ngpedia.ru/id064963p2.html). Кроме того, при реализации известного технического решения происходит загрязнение поверхности используемого оборудования минеральными веществами, присутствующими в кубовом остатке.

Указанное решение принято в качестве ближайшего аналога.

Техническая задача, решаемая посредством разработанного способа, состоит в разработке метода утилизации кубового остатка процесса ректификации метанола.

Технический результат, достигаемый при реализации разработанного способа, состоит в повышении эффективности утилизации метанола кубового остатка процесса регенерации метанола при одновременном упрощении аппаратурного оформления процесса и уменьшении загрязнения используемого оборудования отложением минеральных веществ.

Для достижения указанного технического результата предложено использовать разработанный способ утилизации кубового остатка регенерации метанола. Согласно разработанному способу кубовый остаток процесса регенерации метанола подают в топку с последующим сгоранием органической фазы кубового остатка и испарением воды. Предпочтительно в качестве топки используют топочную камеру, используемую в процессе регенерации водно-метанольного раствора. Минеральные вещества, присутствующие в кубовом остатке, в условиях сгорания органических веществ в топке переходят в оксиды и их утилизируют вместе с топочной золой.

Как показали результаты измерений состава отходящих газов из топки в отходящих газах полностью отсутствует метанол. Следовательно, указанный технический результат достигнут, поскольку метанол кубового остатка уничтожен (утилизирован) полностью, поверхность используемого оборудования не загрязнена минеральными веществами, осевшими на дно топки в форме оксидов, а само оборудование значительно упрощено по сравнению с ближайшим аналогом.

Кубовый остаток обычно подают в топку распылением или в виде газовоздушной смеси.

Желательно использовать кубовый остаток с содержанием метанола не выше 50%. В противном случае возможно неполное сгорание метанола или возникает потребность дополнительного использования топлива.

Одновременно с подачей кубового остатка в топку возможна дополнительная подача в нее сероводорода, отделенного от природного газа, а также тяжелых углеводородных фракций.

Разработанный способ реализуют следующим образом.

При реализации способа подают насыщенный водой метанол через теплообменник и противонакипное устройство в среднюю часть ректификационной колонны, при этом в нижнюю часть ректификационной колонны из испарителя подают газообразную среду для разделения смеси метанола и воды с последующим сбором регенерированного метанола, причем используют объединение испарителя и ректификационной колонны в один вертикальный агрегат, при этом в качестве испарителя используют, по меньшей мере, одну тепловую трубу, в которой расположена, по меньшей мере, одна греющая труба. Обычно в качестве рабочего вещества тепловой трубы используют водный раствор метанола, предпочтительно с содержанием метанола от 30 до 90 масс. %, а в качестве газообразной среды, поступающей в ректификационную колонну, используют смесь паров воды и метанола при содержании метанола не выше 5% масс.

При регенерации метанола используют испаритель, состоящий из 16 греющих вертикальных труб диаметром 70 мм и длиной 1.5 м каждая. Греющие трубы помещены в цилиндрическую часть тепловой трубы диаметром ~1.2 м и расположены равномерно на окружности диаметром ~800 мм. В центре тепловой трубы выполнена цилиндрическая труба диаметром ~0.4 м, которая служит опускной трубой испарителя. В эту трубу поступает пар из греющих труб. Внизу опускная труба и греющие трубы соединены общим коллектором. Вверху греющие трубы выступают над поверхностью тепловой трубы на ~70 мм. Над греющими трубами установлена съемная решетка, ограничивающая унос капельной жидкости. Из цилиндрической части тепловой трубы в топочную камеру (печь) выступают от 3 до 50 труб диаметром 70 мм и длиной ~1.75 м каждая. Эти трубы вместе с верхней частью объединены общей полостью тепловой трубы, по меньшей мере, частично заполненной рабочей жидкостью (рабочим веществом). Испаряясь в нижней части тепловой трубы под действием тепла горелок и конденсируясь на поверхности греющих труб, рабочая жидкость передает тепло, необходимое для греющих труб. Замкнутая циркуляция рабочего вещества поддерживается действием массовых или капиллярных сил. В корпусе установки над греющими трубами установлены люки. Внизу коллектора под греющими трубами также расположен люк. Эти люки предназначены для очистки внутренней поверхности греющих труб. Все элементы выполнены из стали (предпочтительно Ст20). Боковая поверхность тепловой трубы покрыта теплоизоляцией. Топочная камера имеет внутреннюю футеровку. Кубовый остаток из ректификационной колонны по мере его сбора направляют в топку на сжигание.

1. Способ утилизации кубового остатка регенерации метанола, отличающийся тем, что кубовый остаток подают в топку с последующим сгоранием органической фазы кубового остатка и испарением воды.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что кубовый остаток подают в топку распылением.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что кубовый остаток подают в топку в виде газовоздушной смеси.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что подают кубовый остаток с содержанием метанола не выше 50%.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно подают в топку сероводород.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно подают в топку тяжелые углеводородные фракции.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам для термической нейтрализации огневым методом жидких отходов. Техническим результатом является повышение качества горения газа и утилизация жидкости.

Изобретение относится к области теплотехники, в частности к устройствам для термического обезвреживания жидких промышленных стоков, представляющих водные растворы, содержащие растворенные и взвешенные горючие компоненты.

Изобретение относится к физико-химической обработке водных растворов минеральных солей, а именно к способам упаривания жидких отходов. Способ упаривания жидких отходов включает упарку водных растворов минеральных солей прямым воздействием пламени, полученным в результате пульсирующего с резонансной частотой горения топлива, кристаллизацию и отделение твердой фазы из упаренного раствора с выделением чистой воды из парогазовой смеси, подогревающей раствор, поступающий на упарку.

Изобретение относится к способу омыления сложных эфиров и к способу утилизации натриевых солей в производстве капролактама, а также к установкам для их осуществления.

Изобретение относится к мусоросжигательной печи с псевдоожиженным слоем, которая может сжигать донный осадок, содержащий некоторое количество N. .

Изобретение относится к устройствам для термической нейтрализации огневым методом жидких отходов, например промышленных стоков, образующихся на газоконденсатных и нефтяных месторождениях.

Изобретение относится к области теплотехники, в частности к устройствам для термического обезвреживания жидких промышленных стоков, и может быть использовано при их термической утилизации.

Изобретение относится к охране окружающей среды и может быть использовано в нефтеперерабатывающей, химической, теплоэнергетической и других отраслях народного хозяйства.

Изобретение относится к способу организации производства метанола, содержащему две стадии, которые проводят при одинаковом уровне давления в проточном режиме. Первая стадия относится к стадии получения синтез-газа, включающей использование первой смеси, которая содержит кислород, второй смеси, которая содержит углеводородное газовое сырье и водяной пар, риформера, который предназначен для конверсии углеводородного газового сырья в синтез-газ, хотя бы одного теплообменного устройства, нагрев второй смеси, подачу первой смеси и второй смеси в риформер, проведение в риформере с использованием катализатора реакции конверсии углеводородного газового сырья, вывод из риформера третьей смеси, которая содержит конвертированный газ.

Изобретение относится к способу производства метанола и к установке для его осуществления. В предлагаемом способе последовательно осуществляют: перемешивание раздельно подаваемых исходных реагентов в виде последовательно сжатого и нагретого углеводородсодержащего газа и сжатого кислородсодержащего газа, газофазное окисление углеводородсодержащего газа при повышенной температуре и давлении до 10 МПа, последующее охлаждение реакционной смеси в сформированных соответственно смесительной, реакционной зоне и зоне охлаждения, а затем полученную смесь, содержащую метанол, охлаждают, отделяют метанол, а отходящие газы направляют в исходный углеводородсодержащий газ или на утилизацию.

Изобретение относится к способу синтеза метанола в изотермических реакторах. Способ включает получение питающего потока свежего газа при риформинге или газификации, подачу свежего газа в замкнутую систему синтеза, конверсию свежего газа в метанол в каталитической среде, при этом тепло напрямую отводят из каталитической среды, в результате среда является изотермической, конденсацию метанола, при этом получают жидкий метанол-сырец и рециркулирующий газ, который направляют в рециркуляционную систему в замкнутой системе синтеза, причем каталитическая среда включает множество изотермических каталитических слоев, часть питающего потока свежего газа смешивают с рециркулирующим газом, при этом получают газообразную смесь свежего газа и рециркулирующего газа и часть газообразной смеси направляют между первым и вторым каталитическим слоем среды, газообразную смесь свежего газа и рециркулирующего газа смешивают с потоком, выходящим из первого каталитического слоя, при этом получают питающий поток второго каталитического слоя.
Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, в частности к процессам использования и переработки попутных нефтяных и природных газов с повышенным содержанием гомологов метана в химические продукты.
Изобретение относится к способу синтеза метанола, включающему следующие стадии: (i) проведение в реакционном контуре реакции технологического газа, содержащего водород, диоксид углерода и монооксид углерода, над катализатором, с получением газа-продукта, (ii) конденсация метанола, воды и побочно образующихся оксигенатов из газа-продукта, (iii) возврат непрореагировавших газов в реакционный контур, где катализатор включает таблетки, полученные путем прессования из восстановленного и пассивированного порошкообразного катализатора, где указанный порошок содержит медь в диапазоне 15-70% вес., оксид цинка, причем весовое отношение Cu:Zn в пересчете на оксид находится в диапазоне от 2:1 до 3,5:1, оксид алюминия в диапазоне 5-60% вес.

Изобретение относится к способу получения концентрата ароматических углеводородов из природного газа, при котором получают синтез-газ, производят конверсию его в метанол, производят дальнейшее получение из метанола в присутствии катализатора концентрата ароматических углеводородов и воды, производят сепарацию воды, производят отдувку из воды остатков углеводородов, производят выделение образовавшегося концентрата ароматических углеводородов и водородосодержащего газа, который по меньшей мере частично используют при получении синтез-газа, для изменения соотношения в нем Н2:СО 1,8-2,3:1.
Изобретение относится к способу переработки природных и попутных нефтяных газов с повышенным содержанием тяжелых гомологов метана путем прямого парциального окисления углеводородного газа и последующего карбонилирования получаемых продуктов.

Настоящее изобретение относится к способу получения метанола, включающему следующие стадии: а) конверсия углеводородного сырья на стадии процесса конверсии для получения свежего синтез-газа, содержащего оксиды углерода и водород; б) реакция между компонентами свежего синтез-газа в контуре синтеза метанола для получения сырого метанола; в) обработка сырого метанола для получения метанола с требуемой степенью чистоты; отличающемуся, тем что он дополнительно включает следующие стадии: г) улавливание по меньшей мере одного потока с высоким содержанием CO2 при обработке сырого метанола и д) рециркуляция этого по меньшей мере одного потока с высоким содержанием CO2 в виде входящего потока для процесса конверсии.

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Способ совместного производства метанола и аммиака из исходного углеводородного сырья осуществляют посредством следующих этапов.

Настоящее изобретение относится к способу улавливания метанола из парогазовой смеси при его хранении и перевалке и может быть использовано в химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей и нефтегазодобывающей промышленности.
Наверх