Способ очистки попутных нефтяных газов от сероводорода

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (Ii) 552I0I

Союз Саветскик

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 08.01,75 (21) 2096045/26 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.03.77. Бюллетень № 12

Дата опубликования описания 22.04.77 (51) М. Кл з В 01D 53/02

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 66.074.371 (088.8) (72) Лвторы изобретения 1О. М. Баженов, А. М. Цыбулевский, А. А. Федецова и H. П. Морева (71) Заявитель Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт по переработке газа (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ПОПУТНЫХ НЕФТЯНЫХ ГАЗОВ

ОТ СЕРОВОДОРОДА

1,13

0,60

84,71

5,59

3,96

0,79

1,83

0,44

0,37

0,23

Изобретение относится к области очистки попутных нефтяных газов от сероводорода и может быть использовано в нефтяной, газоперерабатывающей и нефтехимической отраслях промышленности.

Известен способ очистки природных газов от сероводорода путем адсорбции последнего на цеолите NaX с последующей каталитической регенерацией адсорбента сернистым ангидридом при температуре 300 — 400 С с получением элементарной серы (1).

Недостатком данного способа являются сложность извлечения и значительные потери из газового потока элементарной серы.

Известен также способ очистки попутных нефтяных газов от сероводорода путем окисления его до элементарной серы с использованием цеолитного катализатора с размером пор от 5 до 15Л при температуре 200 — 400 С с последующей регенерацией катализатора продувкой при повышенной температуре (2).

Цель изобретения — снихкение температуры ведения процесса очистки и увеличение срока службы катализатора.

Это достигается тем, что процесс акисления проводят на цеолите NaA при температуре

20 — 30 С и объемной скорости 400 — 6000 час — .

При этом регенерацию катализатора ведут инертным газом в две ступени: на первой— при температуре 150 — 170 С, объемной скорости 5 — 10 час — в течение 20 — 30 мин, а на второй — при температуре 350 — 400 С, объемной скорости 400 — 600 час — в течение 1—

3 час.

5 Пр имер 1. Каталитическую очистку газа от сероводорода проводят в реакторе диаметром 26 мм, высотой 360 мм. В качестве катализатора используют синтетические цеолиты

NaA u NaX без связующего (фракция 3,0—

10 50) .

Исходным газом служит при этом смесь попутного газа с сероводородом и воздухом.

Состав попутного газа, об. :

Углекислый газ

Лзот

Метан

Этан

Пропан

Изобутан н-Бутан

Изопентан н-Пента н

Гексан

25 Концентрация кислорода в исследуемом га3е 0 aa. ае 0,4 oo. %. Скорость газового потока 0,031 м/сек, температура 20 — 30 С, давление атмосферное. Концентрация Нз5 около 0,2 oo. %, проскоковая концентрация

30 0,00065 об %.

552101

Изопентан н-Пентан

Гексан

2,1

1,8

1,5

Количество адсорбироваииых углеводородов, г/г

Предельная динамическаяя активность, г/см

Очи щаемый

Тип газ цеолита

Попутный газ

0,197

1,15

NaA

0,610

Попутный газ

1,16

NaX

2,81

15,69

Азот

NaA

NaX

Азот

Формула изобретения

Составитель И, Тимофеева

Техред А. Овчиииикова

Корректор Л. Котова

Редактор Т. Пилипеихо

Заказ 767/3 Изд. М 341 Тираж 899 ПодaHCHOB

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Я(-35, Раушская паб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Очистку попутного газа сравнивают при этом с очисткой азота. Результаты сравнительных испытаний представлены в таблице.

Из таблицы следует, что при очистке газа, не содержащего сорбирующихся углеводородных компонентов, цеолит NaX значительно превосходит по поглотительной способности цеолит NaA. В условиях очистки попутных газов поглотительные емкости цеолитов NaA u

NaX становятся близкими, при этом цеолит

NaX поглощает до «проскока» сероводорода в

3 раза больше тяжелых углеводородов, чем цеолит NaA. Это значительно упрощает режим регенерации цеолита NaA по сравнению с

NaX, регенерация цеолита NaX связана с большими потерями тепла и газа на удаление адсорбированных углеводородов. Регенерацию катализатора NaA ведут в две ступени: на первой — при температуре 150 †1 С, объемной скорости 5 — 10 час †в течение 20—

30 мин, а на второ" — при температуре 350—

400 С, объемной скорости 400 †60 час- в течение 1 — 3 час.

Пример 2. Каталитическую очистку попутного газа проводят на промышленных цеолитах: NaA без связующего (производства

Красноярского завода) и МаХ (производства

Салаватского химкомбината) в реакторе диаметром 31 мм и высотой 300 мм на Минмибаевском ГПЗ.

Состав попутного газа, об. /о.

Кислород 0,2

Углекислый газ 0,3

Азот 9,3

Мета,н 23,5

Этан 26,0

Пропан 24,9

Изобутан 3,3 н-Бутан 7,1

Линейная скорость газового потока

0,022 м/сек, температура 20 — 30 С, давление атмосферное. Концентрация сероводорода

0,0015 об. %, проскоковая концентрация

0,00065 об. /о. Цеолит NaA имеет предельную динамическую активность 0,31 г/см, à NaX—

0,27 г/см .

Полученные результаты показывают, что при очистке газов с низким содержанием сероводорода преимущество цеолита NaA no

15 сравнению с NaX еще заметнее. Регенерация катализатора аналогична регенерации по примеру 1.

Как видно из примеров 1 и 2 предлагаемый способ позволяет эффективно проводить про 2-0 цесс очистки при низких температурах, что позволяет существенно снизить энергетические затраты на очистку и избежать капитальные и эксплуатационные затраты на улавливание элементарной серы.

30 1, Способ очистки попутных нефтяных газов от сероводорода путем окисления его до элементарной серы с использованием цеолитного катализатора с последующей регенерацией последнего продувкой при повышенной темпе35 ратуре, отличающийся тем, что, с целью снижения температуры процесса и увеличения срока службы катализатора, процесс окисления проводят на цеолите NaA при температуре 20 — 30 С и объемной скорости 400—

40 6000 час — .

2. Способ по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что регенерацию катализатора ведут инертным газом в две ступени: на первой — при температуре 150 — 170 С, объемной скорости

45 5 — 10 час — в течение 20 — 30 мин, а на второй — при температуре 350 — 400 С, объемной скорости 400 †6 час- в течение 1 — 3 час.

Источники информации, принятые во внима50 ние при экспертизе:

1. Maddox Я. N., Burns М.,D., «Oil and Gas

Journal», 1968, 66, (25), 90.

2. Патент Франции Ка 1233844, кл. С 01В, опубл. 12.10.60 (прототип).