Способ регенерации цеолитов

 

Союз Соватснмк

Соцмалмстмчесими

Ресяубями

<»>

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6! ) Дополнительное и ввт. свнд-ву (22) Заявлено 16. 06. 80(2! ) 2941071/23-26 с прнсоелинениеж заявки Ю(23)Приоритет

Опубликовано 15 ° 03 82 ° Бюллетень М 10

Дата опубликования описания 15.03. 82 (ы)М. Кл.

В О1 J 49/00

С 01 В 33/28

ГевудврствиеыЯ квинтет

СССР во делам кзвбрвтеивЯ н вткрыткЯ (S3) УДК 661. 183..6(088. 8) (72) Авторы изобретения

Э.А.Кравцова, В.Г.Чернухина и В.Ф.Моисеева (7!) Заявитель (54) CflOCOS РЕГЕНЕРАЦИИ ЦЕОЛИТОВ

Изобретение относится к ре генерации цеолитов при глубокой осушке пирогаза на этиленовых производствах и может быть использовано при регенерации сорбентов в других процессах тонкой осушки газов, а также в нефтяной, нефтехимической и газовой промышленности.

На современных этиленовых установках пирогаз перед поступлением в систему низкотемпературного,,фракциони" рования подвергается тонкой осушке на цеолитах. Регенерацию адсорбента от влаги, как и в большинстве адсорбционных процессов, осуществляют эа счет нагревания слоя горячим газом.

Известен метод регенерации цео-. лита КА-ЗМ 1 газом регенерации с влажностью, соответствующей точке росы (-60оC), при 220 или 180ог, при этом время выдерживания сорбента при достижении температуры газа на выходе из адсорбера 220 или 180 С составляет соответственно 35 и

40 ч gl

Недостатком этого способа явля: ется необходимое продолжительное время выдержки сорбента при достиг" нутой предельной температуре, вследствие этого не представляется возможным выдерживать цикличность переключения .сорбента на осушку и регенера"

10 цию при наличии в схеме трех адсорбентов, как это имеет место на действующих этиленовых установках. Продолжительное время выдержки сорбвнта при повышенной температуре приводит также к падению влагоемкости сорбента и значительным затратам энергии.

Известен также способ регенера.В ции, заключающийся в том, что сорбент продувают при 380-400 С атмосферным воздухом с концентрацией па- ров воды 2,8 10 - 50 г/напри подьеме температуры 1-4 С в минуту C21 .

Таблица 1

Тип цеолита

Влагосодержание газа регенерации, точка росы„ а

Температура регенерации, 6С

Динамическая акти вност ь, г/100 г

Точка росы осушенного газа, С

17,4

-74

200

-70

NaA без связующего

200

-73

14,0

200

-70

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу регенерации является способ, заключающийся в том, что сорбент разогревают и продувают горячей метановодород- s ной фракцией при давлении 5-6 атм, нагретой в трубчатой печи, и за счет этого температуру в слое сорбента постепенно доводят до 350 С. Продолжительность нагрева сорбента и вы- f6 держки при 350 С составляет 21 ч 3).

Недостатками указанных способов регенерации является то, что метод не позволяет поддержиЬать стабильную влагоемкость цеолйтов в течение дли- i5 тельного времени эксплуатации, вследствие нарушения их структуры и закок совывания в процессе регенерации при

l высокой температуре. Последний фактор особенно проявляется при осушке газов26 пиролиза, когда присутствующие s газах непредельные углеводороды сорбируются на стадии адсорбции, на стадии регенерации превращаются в полимеры и кокс, которые закупоривают отверстия пор. При многоцикловой работе (после 80 циклов адсорбции - десорбции) отмечается значительное снижение адсорбционной емкости и качества осушки. Содержание кокса состав- Зо ляет 3,6-3,9 . Поэтому срок службы цеолитов при.осушке пирогаза на этиленовых установках около,8000 ч,ме-. тод характеризуется высокими энергоэатратами. 35

3 4

Цель изобретения — увеличение срока службы адсорбента и снижение энер гоемкости процесса.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу регенерации разогрев слоя цеолита осуществляют до

140-200 С, затем ведут продувку слоя при этой же температуре газом с влагосодержанием, соответствующим точке росы (-70) - (-75 С).

Для продувки используют инертный газ, индивидуальные предельные углеводороды или их смеси с водородом или без него скорость подачи газа

1000-2000 ч при давлении 1-6 ата.

Отличием являются указанные пара метры разогрева и продувки слоя цеолита и используемые газы.

П р и и е. р 1. Насыщенные влагой в процессе глубокой осушки пирогаза, цеолиты КА, МаА беэ связующего,объемом 60 мл и высоте слоя 20 см разогревают при непрерывной продувке азотом со скоростью 1000 ч ", до 1400

200 С в течение 2-х часов и выдерживают при этой температуре еще в течение 3-х часов. Точка росы азота составляет (-70) - (-75 }С,давление атмосферное.

Результаты, характеризующие влияние температуры регенерации на осушающие свойства цеолитов, приведены в табл. 1.

5 91

В последнем опыте регенерацию ведут метаном.

Таблица 2

Влагоемкост ь, вес. 3

Число циклов

Тип цеолита

21, 45

21. 50

21,25

30

<4аА без связующего

24,0

23,5

23,9

Ф сорбента осуществляют каждый год.

Сократятся энергетические затраты ввиду Того, что газ регенерации разогревается до более низких температур и расход его будет меньше вследствие незначительного времени регене:рации.

Применение умеренных температур упрощает проведение процесса регене50 рации, позволяет заменить подогрев продувочного газа в печах на подогрев в теплообменниках, где используется тепло водяного пара, которое дешевле. Одновременно снижаются капитальные затраты. В то же время предлагаемый режим регенерации обеспечивает восстановление адсорбцион,ных свойств на стадии осушки: точка

Как видно из приведенных результатов при температуре регенерации

200 С достигаемая степень осушки соответствует точке росы (-70) (-74) С, что удовлетворяет требованиям к влажности пирогаза, используемого в системах низкотемпературного

1 .разделения. При снижении температуры регенерации до 140 С точка росы осушенного газа повышается до -55 С, влагоемкость снижается на 3-43. Однако в тех производствах, где требования к содержанию влаги ограничиваются указанным влагосодержанием, регенерацию цеолита можно вести при более умеренном разогреве, ниже

По предложенному способу мягкий температурный режим (140 - 200 С) о и незначительное время разогрева и выдержки (суммарно 5-7 ч) позволяет избежать полимериэации непредельных углеводородов, сорбированных цеолитом на стадии осушки, и стабильно сохранить осушающие свойства. Так при указанном температурном режимв регенерации содержание углерода на цеолите KA-ЗМ после 50 циклов осушки - регенерации составляет О, 43, что не влияет на влагоемкость цеолита. Применение этого способа в про1 мышленных условиях увеличивает срок службы цеолита до 2-3 лет, т.е. до

16000 - 24000 ч, в то время, как на существующих установках перегрузку

2263 6 о

200 С, т.е. температура регенерации может быть снижена до 140 С.

Пример 2. Насыщенный в процессе глубокой осушки пирогаза (этилена, воздуха, азота) цеолит KA в ко. личестве 200 смэ, высоте слоя 35 см ь разогревают до 200 С в течение 3 ч и при этой температуре выдерживают еще 4 ч при непрерывной подаче ме о тан-водородной фракции со скоростью

2000 ч, влагосодержание менат-водородной фракции соответствует точке о росы -70, давление 6 ата.

После проведения определенного !

5 количества циклов точка росы осушенного пирогаза не изменяется и соото ,.ветствует -70 С, влагоемкость остается на прежнем уровне, Результаты приведены в табл. 2, 10

Формула изобретения

Составитель К.Ягунов

Техред И. Тепер Корректор И.Шароши

Редактор Л.Тюрина

Заказ 1227/10 Тираж 577 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб, д. 4/5 филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 7 91226 росы осушенного потока при температуре регенерации 200 С (-70) - (-74) С, что удовлетворяет требованиям, пред>являемым к пирогаэу в отношении содержания водяных паров в процессе глубокой осушки для их дальнейшего использования в установках низкотемпературного фракционирования пирогаэа, 1. Способ регенерации цеолитов для осушки газов, включающий разогрев и продувку слоя газом при повышенной 1$ температуре и давлении, о т л и ч за шийся тем, что, с целью увеличения срока службы адсорбента и снижения энергоемкости процесса, разогрев цеолитов осуществляют до 140- m

200 С,. а продувку ведут газом с вла1 косодержанием, соответствующим точке росы (-70)""(-75} С.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что для продувки используют инертный газ, предельные углеводороды или их смеси с водородом со скоростью подачи 1000-2000 ч при давлении 1-6 ата.

Источники информации. принятые во внимание при экспертизе t. Кравцова Э.А., Талисман Л.В., Кадацкая В.ф. Нефтепереработка и нефтехимия. Научнотехн. Сб, 1972, N 8, с. 5 °

2. Авторское свидетельство СССР и 662114, кл. В 01 D 15-06, 15. 05. 79, 3, Боброва Л. А., Леонтьев А, С., Соляков А.С. Нефтепереработка и нефтехимия. Научнотехн. сб, 1972, < 10» с. 25-30 (прототип).