EA041769B1 - DEVICE AND METHOD FOR PRODUCING NEUTRALIZED FLUID FLOW - Google Patents
DEVICE AND METHOD FOR PRODUCING NEUTRALIZED FLUID FLOW Download PDFInfo
- Publication number
- EA041769B1 EA041769B1 EA202190004 EA041769B1 EA 041769 B1 EA041769 B1 EA 041769B1 EA 202190004 EA202190004 EA 202190004 EA 041769 B1 EA041769 B1 EA 041769B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- regenerator
- absorbent
- zone
- methanol
- fluid stream
- Prior art date
Links
Description
Настоящее изобретение касается способа получения потока нейтрализованной текучей среды, в частности, получения нейтрализованного природного газа, с низким содержанием метанола. Кроме того, настоящее изобретение касается устройства для нейтрализации потока метанолсодержащей текучей среды, и его применения.The present invention relates to a process for producing a neutralized fluid stream, in particular for producing neutralized natural gas, with a low methanol content. In addition, the present invention relates to a device for neutralizing the flow of methanol-containing fluid, and its use.
Удаление кислотных газов из потоков текучей среды является желательным по различным причинам.The removal of acid gases from fluid streams is desirable for various reasons.
Природный газ после добычи, помимо метана, содержит другие различные компоненты, такие как другие углеводороды, воду, а также кислотные газы, такие как CO2, H2S или меркаптан.After extraction, natural gas contains various other components besides methane, such as other hydrocarbons, water, as well as acid gases such as CO2, H2S or mercaptan.
Неочищенный природный газ, так называемый товарный газ, перед продажей необходимо подвергать очистке, чтобы он соответствовал спецификациям и требованиям клиентов и сбытовых компаний.Raw natural gas, so-called sales gas, must be purified before being sold to meet the specifications and requirements of customers and distribution companies.
Так, например, из природного газа необходимо удалять воду, так как при недостаточном высушивании природного газа это может привести к образованию гидратов метана. Твердые гидраты метана могут вызывать сильное падение давления в нагнетательных трубах и засорение или даже повреждение клапанов и трубопроводов.For example, it is necessary to remove water from natural gas, since if the natural gas is not dried enough, this can lead to the formation of methane hydrates. Solid methane hydrates can cause severe pressure drops in pressure pipes and blockage or even damage to valves and pipelines.
Высушивание также гарантирует постоянную теплоту сгорания газа при подаче в общественную сеть газоснабжения.Drying also guarantees a constant calorific value of the gas when fed into the public gas supply network.
Кроме того, такие кислотные газы, как CO2, H2S и меркаптаны, необходимо удалять, так как они являются коррозионными и могут привести к коррозийному повреждению в трубопроводах или в установках по переработке неочищенного газа. К тому же, такие кислотные газы, как CO2 и H2S являются вредными для окружающей среды и могут являться причиной так называемых кислотных дождей.In addition, acid gases such as CO 2 , H 2 S and mercaptans must be removed as they are corrosive and can cause corrosion damage in pipelines or raw gas processing plants. In addition, acidic gases such as CO 2 and H 2 S are harmful to the environment and can cause so-called acid rain.
Во время получения сжиженного природного газа (англ.: Liquid Natural Gas=LNG) перед сжижением необходимо провести очистку неочищенного газа, в том числе необходимо отделить CO2 до значения 50 об.ч./млн, чтобы предотвратить образование твердого вещества в сжижаемом потоке.During the production of liquefied natural gas (English: Liquid Natural Gas=LNG), before liquefaction, it is necessary to clean the raw gas, including the need to separate CO2 to a value of 50 ppm to prevent the formation of solids in the liquefied stream.
Поэтому неочищенный газ, как правило, проходит различные этапы очистки перед подачей в сеть природного газа в виде товарного газа.Therefore, raw gas typically goes through various purification steps before it is fed into the natural gas grid as sales gas.
Обычно сначала отделяют большую часть содержащейся воды и конденсата природного газа. При этом неочищенный газ обычно охлаждают, поэтому вода и компоненты, образующие конденсат природного газа, такие как алканы с длинной цепью и ароматические вещества, переконденсируются. Переконденсированные текучей среды, т.е. конденсат природного газа и воды, могут быть отделены от несжиженного природного газа. Отделение воды и конденсата природного газа, как правило, осуществляют в месте или рядом с местом добычи газа.Typically, most of the contained water and natural gas condensate are separated first. In this process, the raw gas is usually cooled so that the water and natural gas condensate components such as long chain alkanes and aromatics are recondensed. Recondensed fluids, i.e. condensate of natural gas and water, can be separated from non-liquefied natural gas. The separation of water and natural gas condensate is generally carried out at or near the gas production site.
В более холодных районах в природный газ после отделения воды и конденсата природного газа и перед транспортировкой на установку по переработке природного газа обычно добавляют метанол. Метанол является ингибитором в отношении образования гидратов метана в неочищенном газе.In colder regions, methanol is typically added to natural gas after separation of water and natural gas condensate and before transport to a natural gas processing plant. Methanol is an inhibitor for the formation of methane hydrates in the raw gas.
Таким образом, добавление метанола в неочищенный газ позволяет транспортировать его с конвейера на установку по переработке природного газа при низких температурах окружающей среды.Thus, adding methanol to the raw gas allows it to be transported from the conveyor to the natural gas processing plant at low ambient temperatures.
Однако добавление метанола в неочищенный газ может привести к проблемам на последующих этапах переработки в установке по переработке природного газа.However, the addition of methanol to the raw gas can lead to problems in downstream processing steps in a natural gas processing plant.
В установке по переработке природного газа обычно осуществляют один или более следующих этапов:In a natural gas processing plant, one or more of the following steps are typically carried out:
(i) нейтрализация;(i) neutralization;
(ii) удаление воды;(ii) water removal;
(iii) удаление ртути;(iii) mercury removal;
(iv) удаление азота;(iv) nitrogen removal;
(v) удаление конденсатов природного газа; и/или (vi) сжижение для получения сжиженного природного газа.(v) removal of natural gas condensates; and/or (vi) liquefaction to produce liquefied natural gas.
На этапе (i) нейтрализации неочищенный газ обычно проходит через абсорбент, который по меньшей мере поглощает часть кислотных газов, таким образом получают нейтрализованный природный газ и абсорбент, загруженный кислотными газами.In stage (i) neutralization, the raw gas is usually passed through an absorbent that absorbs at least part of the acid gases, thus producing neutralized natural gas and an absorbent loaded with acid gases.
На этапе (i) нейтрализации присутствующий в неочищенном газе метанол, как правило, не полностью соабсорбируется в абсорбенте, поэтому нейтрализованный природный газ по-прежнему содержит определенное остаточное количество метанола до подачи на этап (ii) удаления воды. В частности, в тех случаях, когда сам абсорбент содержит остаточное количество метанола. В абсорбенте может содержаться остаточное количество метанола, если для нейтрализации используют регенерированный абсорбент, из которого метанол не был полностью удален.In the neutralization step (i), the methanol present in the raw gas is generally not completely co-absorbed in the absorbent, so the neutralized natural gas still contains some residual methanol prior to being fed to the water removal step (ii). In particular, in cases where the absorbent itself contains a residual amount of methanol. The absorbent may contain a residual amount of methanol if regenerated absorbent from which the methanol has not been completely removed is used for neutralization.
Однако остаточное количество метанола может привести к проблемам на последующем этапе (ii) удаления воды.However, residual methanol can lead to problems in the subsequent step (ii) of water removal.
Например, удаление воды может быть осуществлено в виде адсорбции изменения давления (или адсорбции при переменном давлении (PSA)), предпочтительно в виде адсорбции изменения температуры (TSA) или в виде гликолевой сушки.For example, the removal of water can be in the form of pressure swing adsorption (or pressure swing adsorption (PSA)), preferably in the form of temperature swing adsorption (TSA) or glycol drying.
Если этап (ii) удаления воды осуществляют, например, в виде PSA или TSA, при котором в качестве твердого сушильного агента используют молярное сито, то при наличии остаточного метанола необхо- 1 041769 димо использовать молярное сито 4А вместо молярного сита 3А, чтобы кроме воды и метанола также поглотить дополнительные компоненты, такие как H2S и этан. Кроме того, поглощение метанола конкурирует с предпочтительным поглощением воды. Совместное поглощение метана и других компонентов при использовании молярного сита требует применения большего количества адсорбера. Кроме того, метанол может привести к более быстрому коксованию молярного сита при его регенерации за счет повышения температуры.If step (ii) of removing water is carried out, for example, in the form of PSA or TSA, in which a molar sieve is used as a solid drying agent, then in the presence of residual methanol, it is necessary to use a 4A molar sieve instead of a 3A molar sieve so that in addition to water and methanol will also absorb additional components such as H2S and ethane. In addition, methanol uptake competes with the preferred water uptake. The co-absorption of methane and other components when using a molar sieve requires the use of a larger amount of adsorber. In addition, methanol can lead to more rapid coking of the molar sieve during its regeneration by increasing the temperature.
Как при адсорбции с использованием PSA или TSA, так и при использовании дегидрирующих устройств на основе так называемого гликольного обезвоживания может произойти отток метанола через разные части устройства, так как при регенерации сушильного агента отделенная вода также дополнительно содержит метанол.As with adsorption using PSA or TSA, as well as with the use of dehydrating devices based on the so-called glycol dehydration, methanol outflow can occur through different parts of the device, since the separated water also additionally contains methanol during the regeneration of the drying agent.
Присутствие метанола обычно требует дополнительной последующей очистки отделенной воды, при которой от нее отделяют метанол, чтобы снова получить метанол и/или воду такой чистоты, при которой вещества могут быть использованы повторно в качестве подпиточной воды или ингибитора.The presence of methanol generally requires further post-treatment of the separated water in which methanol is separated from it to re-obtain methanol and/or water of a purity such that the substances can be reused as make-up water or inhibitor.
Поэтому RU 2602908 раскрывает способ нейтрализации неочищенного газа, при котором получают нейтрализованный природный газ с незначительным содержание MeOH.Therefore, RU 2602908 discloses a raw gas neutralization process in which neutralized natural gas with a low MeOH content is obtained.
При этом способе неочищенный газ, содержащий MeOH, сначала направляют в абсорбер. В абсорбере неочищенный газ, содержащий MeOH, вступает в контакт с водным раствором амина. При этом также, помимо кислотных газов, как, например, CO2, поглощается большая часть MeOH. В регенераторе при более высоких температурах регенерируется загруженный раствор амина, при этом кислотные газы и MeOH из него удаляют. Образовавшийся поток через верхнюю часть регенератора подают в конденсатор, в котором подавляющую долю метанола переконденсируют вместе с впрыскиваемым паром и отделяют от кислотных газов, оставшихся в газовой фазе. RU 2602908 раскрывает последующую переработку конденсата, содержащего MeOH, из регенератора в дистилляционной колонне, расположенной ниже. При этом конденсат из регенератора разделяют на метанол (продукт верхней части) и воду (продукт низа колонны). Затем MeOH может быть повторно использован в качестве ингибитора в неочищенном газе. Почти полностью очищенную от MeOH воду помещают в буферную емкость и смешивают там с регенерированным абсорбирующим средством для компенсации потери воды и возвращают назад в абсорбер.In this method, the raw gas containing MeOH is first sent to an absorber. In the absorber, the raw gas containing MeOH comes into contact with an aqueous amine solution. Also, in addition to acid gases such as CO2, most of the MeOH is absorbed. In the regenerator at higher temperatures, the loaded amine solution is regenerated, while acid gases and MeOH are removed from it. The resulting stream is fed through the top of the regenerator to a condenser where the majority of the methanol is recondensed together with the injected vapor and separated from the acid gases remaining in the gas phase. RU 2602908 discloses the subsequent processing of the condensate containing MeOH from the regenerator in a distillation column located below. In this case, the condensate from the regenerator is separated into methanol (top product) and water (bottom product). The MeOH can then be reused as an inhibitor in the raw gas. Almost completely free of MeOH water is placed in a buffer tank and mixed there with regenerated absorbent to compensate for water loss and returned back to the absorber.
Недостатком описанного в RU 2602908 способа является то, что в случае рециркуляции донного потока от дистилляции метанола в абсорбер необходимо возвращать практически свободный от метанола донный поток, поскольку остаточные количества метанола в возвращаемом абсорбенте снижают поглощение метанола в абсорбере. Содержание метанола в донном потоке дистилляции метанола зависит, например, от энергии, поступающей в испаритель, коэффициента рефлюкса и количества пластин в колонне. Практически свободный от метанола донный поток может быть получен либо при работе колонны с высокой производительностью испарителя, путем установления высокого коэффициента рефлюкса и/или благодаря тому, что колонна имеет большое количество пластин. Это увеличивает эксплуатационные расходы и/или капитальные вложения.The disadvantage of the method described in RU 2602908 is that in the case of recirculation of the bottom stream from methanol distillation to the absorber, it is necessary to return a bottom stream practically free of methanol, since residual amounts of methanol in the returned absorbent reduce the absorption of methanol in the absorber. The methanol content in the methanol distillation bottom stream depends, for example, on the energy entering the evaporator, the reflux factor and the number of plates in the column. A substantially methanol-free bottom stream can be obtained either by operating the column at a high evaporator capacity, by setting a high reflux factor, and/or by having a high number of plates in the column. This increases operating costs and/or capital investment.
Подобные проблемы могут возникнуть при получении синтез-газа Таким образом, при получении синтез-газа с помощью парового риформинга метана в качестве побочного продукта может быть образован метанол. Таким образом, в жидком потоке, помимо водорода и кислотных газов, таких как CO2 и СО, также может присутствовать и метанол. После отделения, по меньшей мере, части кислотных газов при их промывке нейтрализованный синтез-газ и/или нейтрализованный водород также могут содержать остаточное количество метанола. Кроме воды, которая, как правило, может поступать через водный абсорбент, при последующем высушивании синтез-газа и/или водорода также могут возникнуть описанные выше проблемы.Similar problems may arise in the production of synthesis gas. Thus, in the production of synthesis gas using steam reforming of methane, methanol can be formed as a by-product. Thus, in addition to hydrogen and acid gases such as CO 2 and CO, methanol can also be present in the liquid stream. After separation of at least part of the acid gases during their washing neutralized synthesis gas and/or neutralized hydrogen may also contain a residual amount of methanol. In addition to water, which can generally be supplied via an aqueous absorbent, subsequent drying of the synthesis gas and/or hydrogen can also lead to the problems described above.
Поэтому задача настоящего изобретения заключалась в получении потока нейтрализованной текучей среды, в частности, нейтрализованного природного газа, который имеет низкое содержание MeOH, при этом способ его получения должен иметь более низкие эксплуатационные расходы и/или капитальные вложения.Therefore, the object of the present invention was to obtain a neutralized fluid stream, in particular neutralized natural gas, which has a low content of MeOH, while the method of obtaining it should have lower operating costs and/or capital investments.
В частности, данное изобретение должно обеспечить высокую долю регенерации метанола, используемого в качестве ингибитора.In particular, this invention should provide a high proportion of recovery of methanol used as an inhibitor.
Кроме того, оно должно способствовать уменьшению количества компонентов абсорбента, таких как вода, которые необходимо подавать для компенсации возможных потерь в способе. По этой причине способ согласно изобретению должен способствовать возвращению потоков из определенных этапов технологических процессов на другие этапы технологических процессов.In addition, it should help to reduce the amount of absorbent components, such as water, that must be supplied to compensate for possible losses in the process. For this reason, the method according to the invention should facilitate the return of streams from certain process steps to other process steps.
Задачу данного изобретения решают с помощью способа получения потока нейтрализованной текучей среды из потока текучей среды, содержащего метанол и по меньшей мере один кислотный газ, включающего:The object of the present invention is solved by a process for producing a neutralized fluid stream from a fluid stream containing methanol and at least one acid gas, comprising:
а) этап абсорбции, при котором поток текучей среды приводят в контакт с абсорбентом в абсорбере с получением загруженного метанолом и кислотными газами абсорбента и, по меньшей мере, частично, потока нейтрализованной текучей среды;a) an absorption step in which the fluid stream is brought into contact with the absorbent in the absorber to produce an absorbent loaded with methanol and acid gases and, at least in part, a neutralized fluid stream;
b) этап регенерации, при котором по меньшей мере одну часть полученного на этапе а) загруженного абсорбента регенерируют в регенераторе, причем получают один, по меньшей мере, частично, регене-b) a regeneration step, in which at least one part of the loaded absorbent obtained in step a) is regenerated in a regenerator, and one, at least partially, regenerated
- 2 041769 рированный абсорбент и один газообразный поток, содержащий метанол, воду и по меньшей мере один кислотный газ;- 2 041769 porous absorbent and one gaseous stream containing methanol, water and at least one acid gas;
c) этап рециркуляции, при котором, по меньшей мере, частичный поток регенерированного абсорбента из этапа b) возвращают на этап а) абсорбции;c) a recycling step, in which at least a partial flow of regenerated absorbent from step b) is returned to step a) absorption;
d) этап конденсации, при котором конденсат, содержащий метанол и воду, переконденсируют из газообразного потока из этапа b);d) a condensation step in which a condensate containing methanol and water is recondensed from the gaseous stream from step b);
e) этап дистилляции, на котором, по меньшей мере, часть конденсата из этапа d) направляют в дистилляционную колонну, причем получают верхний поток, содержащий метанол, и донный поток, содержащий воду;e) a distillation step in which at least a portion of the condensate from step d) is sent to a distillation column, whereby an overhead stream containing methanol and a bottom stream containing water are obtained;
отличающийся тем, что, по меньшей часть, донного потока из этапа возвращают e) в регенератор.characterized in that at least a portion of the bottom flow from the stage is returned e) to the regenerator.
В способе согласно изобретению используют поток текучей среды, содержащий метанол и по меньшей мере один кислотный газ.The method according to the invention uses a fluid stream containing methanol and at least one acid gas.
Количество метанола в потоке текучей среды предпочтительно находится в диапазоне 50-5000 об.ч./млн, особенно предпочтительно 100-1000 об.ч./млн и весьма предпочтительно 200-800 об.ч./млн.The amount of methanol in the fluid stream is preferably in the range of 50-5000 vpm, particularly preferably 100-1000 vpm and very preferably 200-800 vpm.
Предпочтительно метанол добавляют к потоку текучей среды перед этапом а). Но метанол также может образоваться в виде побочного продукта при получении потока текучей среды, например, при паровом риформинге метана.Preferably methanol is added to the fluid stream before step a). But methanol can also be formed as a by-product in the production of a fluid stream, such as in steam reforming of methane.
Далее использованный поток текучей среды содержит по меньшей мере один кислотный газ. Предпочтительно неочищенный природный газ содержит CO2 и/или H2S. Кроме CO2 и/или H2S в неочищенном природном газе могут присутствовать другие кислотные газы, такие как COS и меркаптан. Кроме того, также может содержаться SO3, SO2, CS2 и HCN.Further, the used fluid stream contains at least one acid gas. Preferably, the raw natural gas contains CO2 and/or H2S. In addition to CO2 and/or H2S, other acid gases such as COS and mercaptan may be present in the raw natural gas. In addition, SO 3 , SO2, CS2 and HCN may also be contained.
Содержание кислотных газов в потоке текучей среды, в общем, находится в диапазоне 0,01-40 об.%, предпочтительно 0,05-15 об.% и особенно предпочтительно 0,1-5 об.%.The content of acid gases in the fluid stream is generally in the range of 0.01-40% by volume, preferably 0.05-15% by volume and particularly preferably 0.1-5% by volume.
Поток текучей среды, вводимый в способ по изобретению, может дополнительно содержать воду.The fluid stream introduced into the process of the invention may additionally contain water.
Содержание воды в потоке текучей среды обычно находится в диапазоне от >0 об.% до содержания, соответствующего концентрации насыщения воды в потоке текучей среды при данных условиях давления и температуры.The water content of the fluid stream typically ranges from >0 vol% to a content corresponding to the saturation concentration of water in the fluid stream under given pressure and temperature conditions.
В предпочтительной форме выполнения использованный в способе согласно изобретению поток текучей среды содержит углеводороды. Содержание углеводородов в потоке текучей среды, в общем, составляет 60-99,9 об.%, предпочтительно 85-99,5 об.% и особенно предпочтительно 95-99 об.%.In a preferred embodiment, the fluid stream used in the process according to the invention contains hydrocarbons. The hydrocarbon content of the fluid stream is generally 60-99.9% by volume, preferably 85-99.5% by volume and particularly preferably 95-99% by volume.
Присутствующие в потоке текучей среды углеводороды содержат предпочтительно 80-100 об.% метана, особенно предпочтительно 90-99,9 об.% и весьма предпочтительно 95-99 об.% метана.The hydrocarbons present in the fluid stream preferably contain 80-100% by volume methane, particularly preferably 90-99.9% by volume and very preferably 95-99% by volume methane.
Помимо содержания метана и кислотных газов, поток текучей среды может содержать другие компоненты, такие как другие газы (N2 или He), ртуть или природные радиоактивные вещества.In addition to containing methane and acid gases, the fluid stream may contain other components such as other gases (N2 or He), mercury, or natural radioactive substances.
Количество других компонентов в потоке текучей среды, в общем, составляет 0-4 об.%, предпочтительно 0,0001-3, об.% и весьма предпочтительно 0,0005-1,5 об.%.The amount of other components in the fluid stream is generally 0-4% by volume, preferably 0.0001-3% by volume, and very preferably 0.0005-1.5% by volume.
Поток текучей среды может быть любым потоком текучей среды, который содержит по меньшей мере один кислотный газ и метанол. Предпочтительно поток текучей среды является неочищенным природным газом. Но поток текучей среды также может быть синтез-газом или биогазом, в которые добавлен метанол или при производстве которых метанол образовался в качестве побочного продукта. В качестве неочищенного природного газа обычно используют неочищенный природный газ, от которого при переконденсации отделили конденсат природного газа и воду. Разделение конденсата природного газа и воды может быть осуществлено с помощью известных специалисту способов, например, при понижении температуры транспортируемого неочищенного газа и отделении переконденсированных компонентов, таких как вода и конденсат природного газа, от неконденсированных компонентов неочищенного природного газа.The fluid stream may be any fluid stream that contains at least one acid gas and methanol. Preferably the fluid stream is raw natural gas. But the fluid stream can also be synthesis gas or biogas to which methanol is added or from which methanol is produced as a by-product. Raw natural gas is usually raw natural gas from which natural gas condensate and water have been separated by recondensation. The separation of natural gas condensate and water can be carried out using methods known to those skilled in the art, for example by lowering the temperature of the transported raw gas and separating recondensed components such as water and natural gas condensate from the non-condensed components of the raw natural gas.
Предпочтительно используют поток текучей среды, полное давление которого находится в диапазоне 20-120 бар, особенно предпочтительно 40-100 бар и весьма предпочтительно 50-80 бар.Preferably, a fluid flow is used whose total pressure is in the range of 20-120 bar, particularly preferably 40-100 bar and very preferably 50-80 bar.
Этап абсорбции.absorption stage.
Поток текучей среды направляют согласно изобретению на этап абсорбции, при котором поток текучей среды приводят в контакт с абсорбентом в абсорбере с получением загруженного метанолом и кислотными газами абсорбента и, по меньшей мере, частично, потока нейтрализованной текучей среды.The fluid stream is directed according to the invention to an absorption step in which the fluid stream is brought into contact with the absorbent in the absorber to obtain an absorbent loaded with methanol and acid gases and, at least in part, a neutralized fluid stream.
Абсорбент.Absorbent.
Абсорбент содержит по меньшей мере один амин. Предпочтительными аминами являются следующие:The absorbent contains at least one amine. Preferred amines are the following:
i) амины формулы Ii) amines of formula I
NR!(R2)2 (I), где R1 выбран из C1-C6-гидроксиалкильных групп, C1-C6-алкоксu-C2-C6-алкuльных групп, гидроксиC1-C6-алкокси-C2-C6-алкильных групп и 1-пuперазuнил-C2-C6-алкuльных групп, и R2 независимо выбран из H, C1-C6-алкильных групп и C2-C6-гuдроксuалкильных групп;NR!(R 2 )2 (I), where R 1 is selected from C1-C6-hydroxyalkyl groups, C1-C6-alkoxy-C2-C6-alkyl groups, hydroxyC1-C6-alkoxy-C2-C6-alkyl groups and 1 -piperazinyl-C2-C6-alkyl groups, and R 2 is independently selected from H, C1-C 6 -alkyl groups and C 2 -C 6 -hydroxyalkyl groups;
ii) амины формулы IIii) amines of formula II
R3R4N-X-NR5R6 (II),R 3 R 4 NX-NR 5 R 6 (II),
- 3 041769 где R3, R4, R5 и R6 независимо друг от друга выбраны из H, С1-С6-алкильных групп, C2-C6гидроксиалкилных групп, C1-C6-алкокси-C2-C6-алкильных и C2-C6-аминоалкильных групп, и X означает- 3 041769 where R 3 , R 4 , R 5 and R 6 are independently selected from H, C1-C 6 -alkyl groups, C2-C6 hydroxyalkyl groups, C 1 -C 6 -alkoxy-C 2 -C 6 - alkyl and C 2 -C 6 -aminoalkyl groups, and X means
C2-C6-алкиленовую группу, -X1-NR7-X2- или -Х1-О-Х2-, где X1 и X2 независимо друг от друга означаютC 2 -C 6 -alkylene group, -X1-NR 7 -X 2 - or -X1-O-X 2 -, where X 1 and X 2 independently of each other mean
C2-C6-алкиленовые группы, и R7 означает H, C1-C6-алкильную группу, C2-C6-гидроксиалкильную группу или C2-C6-аминоалкильную группу;C 2 -C 6 alkylene groups and R 7 is H, C 1 -C 6 alkyl, C 2 -C 6 hydroxyalkyl or C 2 -C 6 aminoalkyl;
iii) 5-7-членные насыщенные гетероциклы с по меньшей мере одним атомом азота в кольце, которые могут содержать один или два дополнительных гетероатома, выбранных из азота и кислорода, и iv) их смеси.iii) 5-7 membered saturated heterocycles with at least one nitrogen atom in the ring, which may contain one or two additional heteroatoms selected from nitrogen and oxygen, and iv) mixtures thereof.
Особыми примерами предпочтительно применяемых аминов являются:Particular examples of preferably used amines are:
i) 2-аминоэтанол (моноэтаноламин), 2-(метиламино)этанол, 2-(этиламино)-этанол, 2-(нбутиламино)этанол, 2-амино-2-метилпропанол, N-(2-аминоэтил)-пиперазин, метил-диэтаноламин, этилдиэтаноламин, диметиламинопропанол, трет-бутиламиноэтоксиэтанол (TBAEE), 2-амино-2метилпропанол, диизопроаноламин (DIPA);i) 2-aminoethanol (monoethanolamine), 2-(methylamino)ethanol, 2-(ethylamino)ethanol, 2-(n-butylamino)ethanol, 2-amino-2-methylpropanol, N-(2-aminoethyl)piperazine, methyl -diethanolamine, ethyldiethanolamine, dimethylaminopropanol, tert-butylaminoethoxyethanol (TBAEE), 2-amino-2-methylpropanol, diisoproanolamine (DIPA);
ii) 3-метиламинопропиламин, этилендиамин, диэтилентриамин, триэтилентетрамин, 2,2-диметил1,3-диаминопропан, гексаметилендиамин, 1,4-диаминобутан, 3,3-иминобиспропиламин, трис(2аминоэтил)амин, бис(3 -диметиламинопропил)амин, тетраметилгексаметилендиамин;ii) 3-methylaminopropylamine, ethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, 2,2-dimethyl1,3-diaminopropane, hexamethylenediamine, 1,4-diaminobutane, 3,3-iminobispropylamine, tris(2-aminoethyl)amine, bis(3-dimethylaminopropyl)amine, tetramethylhexamethylenediamine;
iii) пиперазин, 2-метилпиперазин, N-метилпиперазин, 1-гидроксиэтил-пиперазин, 1,4-бисгидроксиэтилпиперазин, 4-гидроксиэтилпиперидин, гомопиперазин, пиперидин, 2гидроксиэтилпиперидин и морфолин; и iv) их смеси.iii) piperazine, 2-methylpiperazine, N-methylpiperazine, 1-hydroxyethylpiperazine, 1,4-bishydroxyethylpiperazine, 4-hydroxyethylpiperidine, homopiperazine, piperidine, 2hydroxyethylpiperidine and morpholine; and iv) mixtures thereof.
В предпочтительной форме выполнения абсорбент содержит по меньшей мере один из аминов моноэтаноламин (MEA), метиламинопропиламин (MAPA), пиперазин (PIP), диэтаноламин (DEA), триэтаноламин (TEA), диэтилэтаноламин (DEEA), диизопропаноламин (DIPA), аминоэтоксиэтанол (АЕЕ), третбутиламиноэтоксиэтанол (TBAEE диметиламинопропанол (DIMAP) и метилдиэтаноламин (MDEA) или их смеси.In a preferred embodiment, the absorbent contains at least one of the amines monoethanolamine (MEA), methylaminopropylamine (MAPA), piperazine (PIP), diethanolamine (DEA), triethanolamine (TEA), diethylethanolamine (DEEA), diisopropanolamine (DIPA), aminoethoxyethanol (AEE). ), tert-butylaminoethoxyethanol (TBAEE dimethylaminopropanol (DIMAP) and methyldiethanolamine (MDEA) or mixtures thereof.
Другими аминами, которые могут быть использованы в способе согласно изобретению, являются трет-бутиламино-пропандиол, трет-бутиламиноэтокси-этилморфолин, трет-бутиламиноэтилморфолин, метоксиэтоксиэтоксиэтил-трет-бутиламин, трет-бутиламиноэтилпирролидон.Other amines that can be used in the process according to the invention are t-butylaminopropanediol, t-butylaminoethoxyethylmorpholine, t-butylaminoethylmorpholine, methoxyethoxyethoxyethyl t-butylamine, t-butylaminoethylpyrrolidone.
Предпочтительно амин является стерически затрудненным амином или третичным амином. Стерически затрудненный амин является вторичным амином, в котором аминный азот связан, по меньшей мере, со вторичным атомом углерода и/или, по меньшей мере, с третичным атомом углерода; или первичный амин, в котором аминный азот связан с третичным атомом углерода. Предпочтительным стерически затрудненным амином является трет-бутиламиноэтоксиэтанол. Предпочтительным третичным амином является метилдиэтаноламин.Preferably the amine is a hindered amine or a tertiary amine. A hindered amine is a secondary amine in which the amine nitrogen is bonded to at least a secondary carbon atom and/or at least a tertiary carbon atom; or a primary amine in which the amine nitrogen is bonded to a tertiary carbon atom. A preferred hindered amine is t-butylaminoethoxyethanol. The preferred tertiary amine is methyldiethanolamine.
Если желательно полностью или почти полностью удалить CO2, содержащийся в потоке текучей среды, то абсорбент также предпочтительно содержит активатор, если амин, содержащийся в абсорбенте, является стерически затрудненным амином или третичным амином. В общем, активатор является стерически незатрудненным первичным или вторичным амином. В этих стерически незатрудненных аминах аминный азот, по меньшей мере, аминной группы, связан только с первичными атомами углерода и атомами водорода. Если желательно удалить часть газа, содержащегося в потоке текучей среды, например, селективное удаление H2S из потока текучей среды, содержей H2S и CO2, то абсорбент предпочтительно не содержит активатор.If it is desired to completely or almost completely remove the CO2 contained in the fluid stream, the absorbent also preferably contains an activator if the amine contained in the absorbent is a hindered amine or a tertiary amine. In general, the activator is a sterically unhindered primary or secondary amine. In these sterically unhindered amines, the amine nitrogen of at least the amine group is bonded to primary carbon and hydrogen atoms only. If it is desired to remove a portion of the gas contained in the fluid stream, such as selectively removing H2S from a fluid stream containing H2S and CO2, then the absorbent preferably does not contain an activator.
Стерически незатрудненный первичный или вторичный амин, который может быть использован в качестве активатора, выбран, например, из алканоламинов, таких как моноэтаноламин (МЕА), диэтаноламин, (DEA), этиламиноэтанол, 1-амино-2-метил-пропан-2-ол, 2-амино-1-бутанол, 2-(2аминоэтокси)этанол и 2-(2-аминоэтокси)этанамин, полиаминов, таких как гексаметилендиамин, 1,4диаминобутан, 1,3-диаминопропан, 3-(метиламино)-пропиламин (МАРА), N-(2гидроксиэтил)этилендиамин, 3-(диметиламино)-пропиламин (DMAPA), 3-(диэтиламино)пропиламин, N,N-бис(2-гидроксиэтил)этилендиамин, 5-, 6- или 7-членные насыщенные гетероциклы с по меньшей мере одной NH-группой в кольце, которые могут содержать один или два других выбранных из азота и кислорода гетероатома в кольце, как пиперазин, 2-метилпиперазин, N-метилпиперазин, Nэтилпиперазин, N-(2-гидроксиэтил)-пиперазин, N-(2-аминоэтил)пиперазин, гомопиперазин, пиперидин и морфолин.A sterically unhindered primary or secondary amine which can be used as an activator is selected, for example, from alkanolamines such as monoethanolamine (MEA), diethanolamine (DEA), ethylaminoethanol, 1-amino-2-methyl-propan-2-ol , 2-amino-1-butanol, 2-(2-aminoethoxy)ethanol and 2-(2-aminoethoxy)ethanamine, polyamines such as hexamethylenediamine, 1,4diaminobutane, 1,3-diaminopropane, 3-(methylamino)-propylamine (MAPA ), N-(2hydroxyethyl)ethylenediamine, 3-(dimethylamino)-propylamine (DMAPA), 3-(diethylamino)propylamine, N,N-bis(2-hydroxyethyl)ethylenediamine, 5-, 6- or 7-membered saturated heterocycles with at least one NH group in the ring, which may contain one or two other ring heteroatoms selected from nitrogen and oxygen, such as piperazine, 2-methylpiperazine, N-methylpiperazine, Nethylpiperazine, N-(2-hydroxyethyl)-piperazine, N-(2-aminoethyl)piperazine, homopiperazine, piperidine and morpholine.
Особенно предпочтительными являются 5-, 6- или 7-членные насыщенные гетероциклы с по меньшей мере одной NH-группой в кольце, которые могут содержать один или два других выбранных из азота и кислорода, гетероатома в кольце. Весьма предпочтительным является пиперазин.Particularly preferred are 5-, 6- or 7-membered saturated heterocycles with at least one NH group in the ring, which may contain one or two other heteroatoms selected from nitrogen and oxygen in the ring. Piperazine is highly preferred.
В форме выполнения изобретения абсорбент содержит третичный амин метилдиэтаноламин и активатор пиперазин.In an embodiment of the invention, the absorbent contains the tertiary amine methyldiethanolamine and the activator piperazine.
Молярное отношение активатора к стерически затрудненному амину или третичному амину предпочтительно находится в диапазоне 0,05-1,0, особенно предпочтительно в диапазоне 0,05-0,7.The molar ratio of activator to hindered amine or tertiary amine is preferably in the range of 0.05-1.0, particularly preferably in the range of 0.05-0.7.
В общем, абсорбент содержит 10-60 мас.% амина.In general, the absorbent contains 10-60 wt.% amine.
Абсорбент может дополнительно содержать физические растворители. Подходящими физическимиThe absorbent may further contain physical solvents. suitable physical
- 4 041769 растворителями являются, например, N-метилпирролидон, тетраметиленсульфон, олигоэтиленгликольдиалкиловый эфир, такой как олигоэтиленгликольметилизопропиловый эфир (SEPASOLV МРЕ), олигоэтиленгликольдиметиловый эфир (SELEXOL). Физические растворители содержатся в абсорбенте, в общем, в количестве 1-60 мас.%, предпочтительно 10-50 мас.%, особенно предпочтительно 20 - 40 мас.%.Solvents are, for example, N-methylpyrrolidone, tetramethylenesulfone, oligoethylene glycol dialkyl ether such as oligoethylene glycol methyl isopropyl ether (SEPASOLV MPE), oligoethylene glycol dimethyl ether (SELEXOL). Physical solvents are present in the absorbent in general in an amount of 1-60% by weight, preferably 10-50% by weight, particularly preferably 20-40% by weight.
Абсорбент в предпочтительной форме выполнения содержит менее 10 мас.%, например, менее 5 мас.%, особенно предпочтительно менее 2 мас.% неорганическоих щелочных солей, как, например, карбоната калия.The absorbent in a preferred form of execution contains less than 10 wt.%, for example, less than 5 wt.%, particularly preferably less than 2 wt.% inorganic alkaline salts, such as potassium carbonate.
Абсорбент также содержит добавки, такие как ингибиторы коррозии, антиоксиданты, энзимы, антивспенивающие средства и т.д. В общем, количество таких добавок находится в диапазоне около 0,01-3 мас.% абсорбента.The absorbent also contains additives such as corrosion inhibitors, antioxidants, enzymes, antifoam agents, etc. In general, the amount of such additives is in the range of about 0.01-3% by weight of the absorbent.
В абсорбер может быть добавлен свежий абсорбент, или в абсорбер может быть добавлен регенерированный абсорбент из этапа e) рециркуляции. Подача свежего абсорбента означает, что компоненты абсорбента еще полностью не прошли этапы b)-e). Подача регенерированного абсорбента требует, чтобы, по меньшей мере, часть компонентов абсорбента полностью прошла этапы b)-e).Fresh absorbent may be added to the absorber, or regenerated absorbent from the recycling step e) may be added to the absorber. The supply of fresh absorbent means that the absorbent components have not yet completed steps b) to e). The supply of regenerated absorbent requires that at least a portion of the absorbent components complete steps b)-e).
Абсорбент предпочтительно содержит 0,05 об.% или менее метанола, особенно предпочтительно 0,03 об.% или менее метанола, весьма предпочтительно 0,01 об.% или менее метанола и более предпочтительно 0,005 об.% или менее метанола.The absorbent preferably contains 0.05 vol% or less methanol, particularly preferably 0.03 vol% or less methanol, very preferably 0.01 vol% or less methanol, and more preferably 0.005 vol% or less methanol.
Абсорбент предпочтительно является водным. Это означает, что разные компоненты абсорбента, такие как амин, метанол, физические растворители, добавки смешивают в вышеуказанных количествах с водой.The absorbent is preferably aqueous. This means that various absorbent components such as amine, methanol, physical solvents, additives are mixed in the above quantities with water.
Весьма предпочтительно в качестве абсорбента применяют водный раствор метилдиэтаноламина.Very preferably, an aqueous solution of methyldiethanolamine is used as the absorbent.
Абсорбер.Absorber.
Соединение потока текучей среды с абсорбентом на этапе а) осуществляют в абсорбере.The connection of the fluid stream with the absorbent in step a) is carried out in the absorber.
Абсорбер предпочтительно является абсорбционной башней или абсорбционной колонной, например, колонной с наполнителем, насадочной или тарельчатой колонной.The absorber is preferably an absorption tower or an absorption column, such as a packed, packed or tray column.
В общем, абсорбер содержит зону абсорбции и выборочно зону обратной промывки.In general, the absorber comprises an absorption zone and optionally a backwash zone.
Зона абсорбции.absorption zone.
Зона абсорбции представляет собой секцию абсорбционной колонны, в которой поток текучей среды соединяют с абсорбентом для массообмена.The absorption zone is the section of the absorption column in which the fluid stream is combined with the absorbent for mass transfer.
Соединение потока текучей среды с абсорбентом на этапе а) осуществляют в зоне абсорбции предпочтительно противотоком.The connection of the fluid flow with the absorbent in step a) is carried out in the absorption zone, preferably in countercurrent.
Для улучшения контакта с абсорбентом и создания большей пограничной поверхности массообмена зона абсорбции содержит, как правило, встроенные элементы, например, наполнители, насадки и/или тарелки, такие как клапанная, колпачковая тарелка, тарелка Торманна или сетчатая тарелка.In order to improve contact with the absorbent and create a larger boundary mass transfer surface, the absorption zone usually contains built-in elements, for example, fillers, nozzles and/or trays, such as a valve tray, cap tray, Thormann tray or mesh tray.
Если зона абсорбции содержит наполнители или насадки, то высота наполнителей/насадок в зоне абсорбции предпочтительно находится в диапазоне 5-20 м, особенно предпочтительно в диапазоне 6-15 м и весьма предпочтительно в диапазоне 8-14 м.If the absorption zone contains fillers or packings, the height of the fillers/packings in the absorption zone is preferably in the range of 5-20m, particularly preferably in the range of 6-15m and very preferably in the range of 8-14m.
Если зона абсорбции содержит тарелки, то количество тарелок зоны абсорбции предпочтительно находится в диапазоне 8-30, особенно предпочтительно 12-25 и весьма предпочтительно 15-23 тарелки.If the absorption zone contains trays, then the number of absorption zone trays is preferably in the range of 8-30, particularly preferably 12-25 and very preferably 15-23 trays.
В колонне с наполнителем или насадочной колонне зона абсорбции может быть разделена на один или более участков, предпочтительно 2-4 участка. Между отдельными участками зоны абсорбции могут быть расположены несущие и поддерживающие и/или распределительные тарелки, которые улучшают распределение абсорбента по всему поперечному сечению колонны.In a filled or packed column, the absorption zone may be divided into one or more sections, preferably 2-4 sections. Between the individual sections of the absorption zone can be located bearing and supporting and/or distribution plates, which improve the distribution of the absorbent over the entire cross section of the column.
Температура абсорбента, попадающего в зону абсорбции, составляет, в общем, около 0-60°С, предпочтительно 10-50°С и особенно предпочтительно 25-50°С.The temperature of the absorbent entering the absorption zone is generally about 0-60°C, preferably 10-50°C and particularly preferably 25-50°C.
Давление в абсорбере обычно находится в диапазоне 30-120 бар, особенно предпочтительно 40 100 бар и весьма предпочтительно 50-80 бар.The pressure in the absorber is usually in the range of 30-120 bar, particularly preferably 40-100 bar and very preferably 50-80 bar.
Место подачи направленного потока текучей среды предпочтительно находится ниже зоны абсорбции или в ее донной части. Предпочтительно подачу осуществляют через газораспределитель.The place of supply of the directional fluid flow is preferably located below the absorption zone or in its bottom part. Preferably, the supply is carried out through a gas distributor.
Абсорбент может иметь одну или более точек подачи вводимого абсорбента. Так, абсорбер может иметь одно подающее устройство для свежего абсорбента и одно подающее устройство для регенерированного абсорбента. Но свежий и регенерированный абсорбент также можно подавать вместе в абсорбер через одно подающее устройство. Одна или более точек подачи находятся предпочтительно выше зоны абсорбции или в ее верхней зоне. Через подающее устройство для свежего абсорбента также можно подавать отдельные компоненты абсорбента, такие как затворная вода.The absorbent may have one or more absorbent input points. Thus, the absorber may have one feeder for fresh absorbent and one feeder for regenerated absorbent. But fresh and regenerated absorbent can also be fed together into the absorber through the same feeder. One or more feed points are preferably located above the absorption zone or in its upper zone. Individual components of the absorbent, such as seal water, can also be fed through the fresh absorbent feeder.
Если абсорбер имеет дополнительную зону обратной промывки, то подачу предпочтительно осуществляют между зоной абсорбера и зоной обратной промывки.If the absorber has an additional backwash zone, the feed is preferably carried out between the absorber zone and the backwash zone.
При соединении потока текучей среды с абсорбентом в зоне абсорбции получают, по меньшей мере, частично, нейтрализованный поток текучей среды и абсорбент, загруженный MeOH и кислотными газами.When the fluid stream is combined with the absorbent in the absorption zone, an at least partially neutralized fluid stream and an absorbent loaded with MeOH and acid gases are obtained.
В верхней зоне абсорбера находится, как правило, место отвода потока нейтрализованной текучей среды. В зоне отвода может быть размещен отделитель текучей среды для разделения любых остатков текучей среды абсорбента или промывочного средства из вытекающего потока текучей среды.In the upper zone of the absorber is, as a rule, the point of removal of the flow of neutralized fluid. A fluid separator may be placed in the diversion zone to separate any remaining absorbent or flushing fluid from the effluent fluid stream.
- 5 041769- 5 041769
В нижней зоне абсорбера, предпочтительно в отстойнике, находится, в общем, место приема для загруженного абсорбента.In the lower zone of the absorber, preferably in the sump, is, in General, the place of reception for the loaded absorbent.
По меньшей мере, частично, нейтрализованный поток текучей среды в зоне абсорбции может, при необходимости, быть соединен с промывочной жидкостью.At least partially, the neutralized fluid stream in the absorption zone can, if necessary, be combined with the washing liquid.
Подающее устройство промывочного средства предпочтительно находится в верхней зоне или над зоной абсорбции.The flushing agent feeder is preferably located in the upper zone or above the absorption zone.
Особенно предпочтительной промывочной жидкостью является водная текучая среда. Промывочная жидкость в способе может означать собственную текучую среду, т.е. текучая среда на водной основе, которая возникает в другом месте в способе, или водную текучую среду, подаваемую извне. Предпочтительно Промывочная жидкость содержит конденсат, образованный при охлаждении потока нейтрализованной текучей среды ниже по течению (так называемый конденсат верхней части абсорбера), и/или пресную воду.A particularly preferred flushing fluid is an aqueous fluid. The flushing liquid in the process may mean its own fluid, i.e. an aqueous fluid that occurs elsewhere in the process, or an externally supplied aqueous fluid. Preferably, the Wash Fluid comprises condensate formed upon cooling of the downstream neutralized fluid stream (so-called absorber head condensate) and/or fresh water.
При соединении, по меньшей мере, частично, потока нейтрализованной текучей среды с промывочной жидкостью, транспортируемые компоненты абсорбента, такие как амины, могут быть вымыты. При соединении с водной промывочной жидкостью также может уравниваться водный баланс способа, если через вытекающие потоки переносится больше воды, чем поступает через входящие потоки.By combining, at least in part, the neutralized fluid stream with the wash liquid, transported absorbent components such as amines can be washed out. When combined with an aqueous washing liquid, the water balance of the process can also be equalized if more water is carried through the outflow streams than enters through the incoming streams.
Зона обратной промывки.Backwash zone.
Выборочно абсорбер может содержать так называемую зону обратной промывки. В зоне обратной промывки в нейтрализованный поток текучей среды подают навстречу промывочную текучую среду противотоком.Optionally, the absorber may comprise a so-called backwash zone. In the backwash zone, the neutralized fluid stream is fed countercurrently with the flush fluid.
Зона обратной промывки является, как правило, секцией абсорбера, который находится над местом загрузки абсорбента.The backwash zone is typically the section of the absorber that is located above the absorbent loading site.
Предпочтительно зона обратной промывки содержит наполнители, насадки и/или тарелки для улучшения соединения потока текучей среды с промывочной жидкостью. Особенно предпочтительно зона обратной промывки содержит тарелки, более предпочтительно клапанные, колпачковые тарелки, тарелки Торманна или сетчатые тарелки.Preferably, the backwash zone contains fillers, nozzles and/or trays to improve the connection of the fluid stream with the flushing liquid. Particularly preferably, the backwash zone comprises trays, more preferably valve trays, cap trays, Thormann trays or mesh trays.
Зона обратной промывки содержит предпочтительно 1-7, особенно предпочтительно 2-6, и весьма предпочтительно 3-5 тарелок, или высота наполнителей (наполнителей/насадок) предпочтительно составляет 1-6 м, особенно предпочтительно 2-5 и весьма предпочтительно 2-3 м.The backwash zone contains preferably 1-7, particularly preferably 2-6, and very preferably 3-5 trays, or the height of the fillers (fillers/nozzles) is preferably 1-6 m, particularly preferably 2-5 and very preferably 2-3 m .
Промывочная жидкость, в общем, проходит над зоной обратной промывки или в верхней части зоны обратной промывки. В качестве промывочной жидкости могут быть использованы ранее названные промывочные текучей среды.The washing liquid generally passes over the backwash zone or at the top of the backwash zone. As the flushing fluid, the previously mentioned flushing fluids can be used.
Можно перерабатывать промывочную жидкость через зону обратной промывки. Для этого промывочную жидкость собирают под зоной промывки, например, с помощью подходящей сборной тарелки, и насосом подают к верх конца зоны обратной промывки. Можно охладить переработанную промывочную жидкость, желательно до температуры 20-70°С, особенно предпочтительно 30-60°С. Для этого промывочную жидкость целесообразно способу перекачивать через кулер. Чтобы избежать накопления вымытых компонентов абсорбента в промывочной жидкости, предпочтительно пропускать часть потока промывочной жидкости из зоны обратной промывки.It is possible to recycle the flushing liquid through the backwash zone. To do this, the washing liquid is collected under the washing zone, for example, using a suitable collection plate, and pumped to the top of the end of the backwash zone. You can cool the processed washing liquid, preferably to a temperature of 20-70°C, particularly preferably 30-60°C. To do this, it is advisable to pump the flushing liquid through the cooler. In order to avoid the accumulation of washed-out absorbent components in the washing liquid, it is preferable to pass a part of the washing liquid flow from the backwash zone.
Спецификация потока нейтрализованной текучей среды.Neutralized fluid flow specification.
Поток нейтрализованной текучей среды, как описано ранее, предпочтительно отводят через отводной канал в верхней части абсорбера.The neutralized fluid stream, as previously described, is preferably withdrawn through a vent at the top of the absorber.
Выборочно нейтрализованный поток текучей среды может проходить через конденсатор.The selectively neutralized fluid stream may pass through the condenser.
В качестве конденсатора могут быть использованы, например, конденсаторы с охлаждающим змеевиком или трубой со спиральным сварным швом, пластинчатым теплообменником, двухтрубным охладителем, а также теплообменником с пучком труб. В общем, конденсатор используют при температурах в диапазоне 10-60°С, предпочтительно 20-50°С, особенно предпочтительно 20-30°С.As a condenser, for example, condensers with a cooling coil or pipe with a spiral weld, a plate heat exchanger, a two-pipe cooler, and a heat exchanger with a tube bundle can be used. In general, the capacitor is used at temperatures in the range of 10-60°C, preferably 20-50°C, particularly preferably 20-30°C.
Нейтрализованный поток текучей среды, полученный на этапе а), предпочтительно содержит 0,0110 об.ч./млн метанола, особенно предпочтительно 0,05-5 об.ч./млн метанола, и весьма предпочтительно 0,1-3 об.ч./млн метанола.The neutralized fluid stream obtained in step a) preferably contains 0.0110 vpm methanol, particularly preferably 0.05-5 vpm methanol, and very preferably 0.1-3 vpm ./million methanol.
Содержание воды в нейтрализованном потоке текучей среды, в общем, составляет 80 - 100 % концентрации насыщения водой в потоке текучей среды при данных условиях давления и температуры.The water content of the neutralized fluid stream is generally 80% to 100% of the saturation concentration of water in the fluid stream under given pressure and temperature conditions.
Если поток нейтрализованной текучей среды используют как товарный газ, то содержание H2S в нейтрализованном потоке текучей среды предпочтительно составляет 5 об.ч./млн или менее, и содержание CO2 составляет 2 об.% и менее.If the neutralized fluid stream is used as sales gas, the H 2 S content of the neutralized fluid stream is preferably 5 vol. ppm or less, and the CO 2 content is 2 vol.% or less.
Если поток потока нейтрализованной текучей среды используют как сжиженный природный газ, то содержание CO2 в нейтрализованном потоке текучей среды предпочтительно составляет 100 об.ч./млн или менее и особенно предпочтительно 50 об.ч./млн и менее. Содержание H2S в нейтрализованном потоке при LNG (сжиженном природном газе) предпочтительно составляет 5 об.ч./млн и менее, и особенно предпочтительно 2 об.ч./млн и менее.If the neutralized fluid stream is used as liquefied natural gas, the CO2 content of the neutralized fluid stream is preferably 100 vpm or less, and particularly preferably 50 vpm or less. The content of H2S in the neutralized stream at LNG (liquefied natural gas) is preferably 5 vpm or less, and particularly preferably 2 vpm or less.
Последующая переработка.Subsequent processing.
В дополнение к получению нейтрализованного потока текучей среды на этапе а), нейтрализованный поток текучей среды подвергают одному или более из следующих этапов обработки:In addition to obtaining the neutralized fluid stream in step a), the neutralized fluid stream is subjected to one or more of the following processing steps:
- 6 041769 aa) удаление воды;- 6 041769 aa) water removal;
bb) удаление ртути;bb) mercury removal;
cc) удаление азота;cc) nitrogen removal;
dd) удаление конденсатов природного газа; и/или ее) сжижение (LNG)dd) removal of natural gas condensates; and/or her) liquefaction (LNG)
Удаление воды аа) предпочтительно осуществляют в виде адсорбции изменения давления (или адсорбции при переменном давлении (PSA)) и особенно предпочтительно в виде адсорбции изменения температуры (TSA) или в виде гликолевой сушки.The removal of water aa) is preferably carried out in the form of pressure swing adsorption (or pressure swing adsorption (PSA)) and particularly preferably in the form of temperature change adsorption (TSA) or glycol drying.
PSA или TSA можно получить с помощью известных специалисту способов. Распространенные варианты выполнения описаны, например, в Nag, Ashis, Destination and Hydrocarbon Processing Practices, PennWell 2016, ISBN 978-1-59370-343-1 или в A. Terrigeol, GPA Europe, Annual Conference, Берлин, Германия, 23-25 мая 2012г. (https://www.cecachemicals.com/export/sites/ceca/.content/medias/downloads/products/dtm/molecular-sieves-contami-nants-effects-consequences-and-mitigation.pdf).PSA or TSA can be obtained using methods known to the person skilled in the art. Common embodiments are described, for example, in Nag, Ashis, Destination and Hydrocarbon Processing Practices, PennWell 2016, ISBN 978-1-59370-343-1 or A. Terrigeol, GPA Europe, Annual Conference, Berlin, Germany, 23-25 May 2012 (https://www.cecachemicals.com/export/sites/ceca/.content/medias/downloads/products/dtm/molecular-sieves-contami-nants-effects-consequences-and-mitigation.pdf).
При PSA или TSA предпочтительно применяют цеолит, активный уголь или молекулярное сито.When PSA or TSA is preferably used zeolite, active carbon or molecular sieve.
Предпочтительно в PSA или TSA используют молекулярное сито в виде твердого адсорбирующего вещества.Preferably, the PSA or TSA uses a molecular sieve in the form of a solid adsorbent.
При гликолевой сушке предпочтительно используют жидкий абсорбент, как моноэтиленгликоль (MEG), диэтиленгликоль (DEG), триэтиленгликоль (TEG) или тетраэтиленгликоль (TREG). Особенно предпочтительно в качестве жидкого абсорбента применяют TEG.Glycol drying preferably uses a liquid absorbent such as monoethylene glycol (MEG), diethylene glycol (DEG), triethylene glycol (TEG) or tetraethylene glycol (TREG). Particular preference is given to using TEG as the liquid absorbent.
Гликолевую сушку можно проводить согласно известным специалисту вариантам способа. Примеры гликолевой сушки также, например, приведены в Nag, Ashis Destination and Hydrocarbon Processing Practices, PennWell 2016, ISBN 978-1-59370-343-1.Glycol drying can be carried out according to methods known to the person skilled in the art. Examples of glycol drying are also, for example, found in Nag, Ashis Destination and Hydrocarbon Processing Practices, PennWell 2016, ISBN 978-1-59370-343-1.
После сушки aa) можно, при необходимости, осуществлять дополнительные этапы переработки, такие как bb) удаление ртути, cc) удаление азота, dd) удаление конденсатов природного газа и ee) сжижение природного газа в сжиженный природный газ. Подробности названных вариантов способа также приведены в Nag, Ashis Hydrocarbon Processing Practices.After drying aa) additional processing steps can be carried out, if necessary, such as bb) removal of mercury, cc) removal of nitrogen, dd) removal of natural gas condensates and ee) liquefaction of natural gas to liquefied natural gas. Details of these process variants are also given in Nag, Ashis Hydrocarbon Processing Practices.
С помощью одного или более этапов aa)-dd) очистки получают обычно поток текучей среды, отвечающий требованиям спецификации конечного потребителя и/или сбытовых компаний, или природный газ может быть продан как товарный газ или он может быть сжижен во время следующего этапа ее) сжижения для получения LNG.One or more purification steps aa) to dd) usually produce a fluid stream that meets the specifications of the end user and/or distribution companies, or the natural gas can be sold as sales gas or it can be liquefied during the next step of its) liquefaction to get LNG.
Загруженный абсорбент.loaded absorbent.
На этапе а) также получают абсорбент, загруженный кислотными газами.Step a) also produces an absorbent loaded with acid gases.
Загруженный абсорбент может подаваться непосредственно на этап b) регенерации.Loaded absorbent can be fed directly to stage b) regeneration.
Этап уменьшение давления (при необходимости).Stage of pressure reduction (if necessary).
В особенно предпочтительном варианте выполнения данного способа загруженный абсорбент перед введением на этап b) регенерации сначала проходит сначала этап уменьшения давления.In a particularly preferred embodiment of this method, the loaded absorbent, before being introduced into regeneration step b), first passes through a pressure reduction step.
На этапе уменьшения давления загруженные адсорбирующие вещества, в общем, направляют в бак уменьшения давления.In the pressure reduction step, the loaded adsorbents are generally directed to the pressure reduction tank.
Для этого, как правило, в извлеченных загруженных адсорбирующих веществах на тарелке абсорбера уменьшают давление в помощью дроссельного клапана.To do this, as a rule, in the extracted loaded adsorbent substances on the absorber plate, the pressure is reduced using a throttle valve.
Предпочтительно в загруженных адсорбирующих веществах уменьшают давление до 3-15 бар, более предпочтительно до 4-12 и особенно предпочтительно до 5-10 бар.Preferably, the pressure in the loaded adsorbents is reduced to 3-15 bar, more preferably to 4-12 and particularly preferably to 5-10 bar.
Уменьшение давления, как правило, приводит к десорбции соабсорбированных углеводородов, которые переходят в газовую фазу (так называемый газ мгновенного испарения). Газ мгновенного испарения можно вернуть в процесс абсорбции с помощью компрессора, сжечь на месте для получения энергии или сжечь в факеле.The decrease in pressure generally leads to the desorption of co-absorbed hydrocarbons, which pass into the gas phase (the so-called flash gas). The flash gas can be returned to the absorption process with a compressor, burned in situ for energy, or flared.
Бак уменьшения давления, как правило, означает контейнер, который не содержит особенных встроенных элементов. Предпочтительным баком для уменьшения давления является так называемый испарительный барабан. В качестве бака для уменьшения давления также принимают во внимание колонны со встроенными элементами, например, наполнителями, насадками или тарелками.Pressure reducing tank generally means a container that does not contain special built-in components. A preferred pressure reduction tank is the so-called flash drum. Columns with built-in elements such as fillers, packings or trays are also considered as a pressure reduction tank.
Во время уменьшения давления получают газообразную фазу (газ мгновенного испарения).During pressure reduction, a gaseous phase (flash gas) is obtained.
В верхней части бака для уменьшения давления, как правило, находится отводной канал газа для газа, превращающегося в газовую фазу. В зоне отвода газа может быть снова предпочтительно расположен отделитель текучей среды. При необходимости, из газа мгновенного испарения в другой абсорбционной колонне могут быть отделены содержащиеся в ней кислотные газы. Как правило, для этого частичный поток регенерированного растворителя подают в дополнительную колонну абсорбции.In the upper part of the pressure reduction tank, as a rule, there is a gas outlet channel for the gas that turns into the gas phase. A fluid separator can again preferably be located in the gas venting zone. If necessary, the acid gases contained therein can be separated from the flash gas in another absorption column. Typically, for this, a partial stream of regenerated solvent is fed into an additional absorption column.
На дне бака для уменьшения давления, как правило, собирается, по меньшей мере, частично, загруженный кислотными газами, которые не перешли в газовую фазу, абсорбент, и, как правило, направляется на этап b).At the bottom of the depressurization tank, the absorbent, at least partially loaded with acid gases that have not gone into the gas phase, is usually collected and is usually sent to step b).
Этап регенерации.regeneration stage.
По меньшей мере, частично, загруженные кислотными газами адсорбирующие вещества согласно изобретению направляют на этап b) регенерации.At least partially, the adsorbent substances loaded with acid gases according to the invention are sent to step b) regeneration.
- 7 041769- 7 041769
Во время этапа регенерации по меньшей мере одну часть полученного на этапе а) загруженного абсорбента регенерируют в регенераторе, причем получают один, по меньшей мере, частично, регенерированный абсорбент и один газообразный поток, содержащий метанол, воду и по меньшей мере один кислотный газ.During the regeneration step, at least one part of the loaded absorbent obtained in step a) is regenerated in the regenerator, and one at least partially regenerated absorbent and one gaseous stream containing methanol, water and at least one acid gas are obtained.
Перед вводом на этап b) регенерации адсорбирующее вещество, по крайней мере, частично, загруженное кислотными газами, предпочтительно проходит через теплообменник.Before being introduced into regeneration step b), the adsorbent material, at least partially loaded with acid gases, preferably passes through a heat exchanger.
В теплообменнике, по меньшей мере, частично, загруженный кислотными газами абсорбент нагревают предпочтительно до температуры в диапазоне 50-150°С, особенно предпочтительно 70-130°С и весьма предпочтительно 80-110°С.In the heat exchanger, at least partially loaded with acid gases, the absorbent is heated preferably to a temperature in the range of 50-150°C, particularly preferably 70-130°C and very preferably 80-110°C.
В особенно предпочтительной форме выполнения в теплообменнике в качестве нагревающего агента используют регенерированный абсорбент, извлеченный из отстойника регенератора. Преимуществом этой формы выполнения является то, что тепловая энергия регенерированного абсорбента из этапа b) может быть использована для нагрева загруженного абсорбента. Благодаря этому можно уменьшить затраты на производство энергии и ее получение со стороны всего процесса.In a particularly preferred embodiment, the heat exchanger uses regenerated absorbent recovered from the regenerator sump as heating agent. The advantage of this embodiment is that the thermal energy of the regenerated absorbent from step b) can be used to heat the loaded absorbent. Thanks to this, it is possible to reduce the costs of energy production and its recovery from the entire process.
Регенератор.Regenerator.
Согласно изобретению этап регенерации осуществляют в регенераторе. Как правило, регенератор выполнен в виде стриппинг-колонны. Регенератор предпочтительно содержит зону регенерации и испаритель.According to the invention, the regeneration step is carried out in a regenerator. As a rule, the regenerator is made in the form of a stripping column. The regenerator preferably includes a regeneration zone and an evaporator.
Регенератор предпочтительно функционирует при давлении в верхней части в диапазоне 1-5 бар, предпочтительно 1,2-4 и особенно предпочтительными 1,3-2,5 бар.The regenerator is preferably operated at a top pressure in the range of 1-5 bar, preferably 1.2-4 and particularly preferred 1.3-2.5 bar.
В отстойнике регенератора, в общем, расположен канал для отвода текучей среды для регенерированного растворителя.In the sump of the regenerator, in General, there is a channel for removing the fluid for the regenerated solvent.
В верхней части регенератора, как правило, находится отводной канал газа для газообразного потока. В зоне отвода газа предпочтительно установлен отделитель текучей среды.In the upper part of the regenerator, as a rule, there is a gas outlet channel for the gaseous stream. Preferably, a fluid separator is installed in the gas outlet zone.
Газообразный поток направляют согласно изобретению на этап d) конденсации, как описано ранее.The gaseous stream is directed according to the invention to stage d) condensation, as described previously.
Зона регенерации.regeneration zone.
В общем, регенератор содержит зону регенерации, расположенную над отстойником. Предпочтительно зоной регенерации считают область регенератора, в которой загруженный абсорбент соединяется с паром, образующимся перед испарителем отстойника.In General, the regenerator contains a regeneration zone located above the sump. Preferably, the regeneration zone is considered to be the region of the regenerator in which the loaded absorbent is combined with the vapor generated before the evaporator of the sump.
Для улучшения контакта и создания большей пограничной поверхности массообмена зона регенерации содержит, как правило, встроенные элементы, например, наполнители, насадки и/или тарелки, такие как клапанная, колпачковая тарелка, тарелка Торманна или сетчатая тарелка.In order to improve contact and create a larger mass transfer boundary surface, the regeneration zone typically contains built-in elements, for example, fillers, nozzles and/or trays, such as a valve tray, cap tray, Thormann tray or mesh tray.
Если зона регенерации содержит насадки или наполнители, то высота насадок/наполнителей в зоне регенерации предпочтительно находится в диапазоне 5-15 м, особенно предпочтительно 6-12 м и весьма предпочтительно 8-12 м.If the regeneration zone contains packings or fillers, the height of the packings/fillers in the regeneration zone is preferably in the range of 5-15 m, particularly preferably 6-12 m and very preferably 8-12 m.
Если зона регенерации содержит тарелки, то количество тарелок зоны регенерации предпочтительно находится в диапазоне 10-30, особенно предпочтительно 15-25 и весьма предпочтительно 17-23 тарелки.If the regeneration zone contains trays, then the number of trays of the regeneration zone is preferably in the range of 10-30, particularly preferably 15-25 and very preferably 17-23 trays.
В колонне с наполнителем или насадочной колонне зона регенерации может быть далее разделена на несколько участков, предпочтительно 2-4. Между участками зоны регенерации могут быть расположены несущие и поддерживающие и/или распределительные тарелки, которые улучшают распределение текучей среды по всему поперечному сечению регенератора.In a filled or packed column, the regeneration zone can be further divided into several sections, preferably 2-4. Carrying and supporting and/or distributing trays can be located between sections of the regeneration zone, which improve the distribution of the fluid over the entire cross section of the regenerator.
Как правило, загруженный абсорбент предпочтительно направляют в верхнюю зону или над ней в регенератор. Если регенератор содержит дополнительную зону обратной промывки, как описано ниже, загруженный абсорбент предпочтительно вводят в регенератор между зоной регенерации и зоной обратной промывки.As a rule, the loaded absorbent is preferably directed to or above the upper zone into the regenerator. If the regenerator contains an additional backwash zone, as described below, the loaded absorbent is preferably introduced into the regenerator between the regeneration zone and the backwash zone.
В зоне регенерации пар, образовавшийся в испарителе, главным образом поступает в противотоке с абсорбентом, проходящим вниз через зону регенерации.In the regeneration zone, the steam generated in the evaporator mainly flows in countercurrent with the absorbent passing downward through the regeneration zone.
Газообразный поток может контактировать с промывочной жидкостью в зоне регенерации.The gaseous stream may contact the washing liquid in the regeneration zone.
Если регенератор не имеет зону очистки, то подающее устройство для промывочного средства предпочтительно находится в верхней области или выше зоны регенерации.If the regenerator does not have a cleaning zone, then the flushing agent feeder is preferably located in the upper region or above the regeneration zone.
Более предпочтительно, промывочная жидкость представляет собой текучая среда на водной основе, такую как пресная вода или текучая среда на водной основе, полученная в другом месте способа.More preferably, the flushing fluid is an aqueous fluid such as fresh water or an aqueous fluid obtained elsewhere in the process.
Температура промывочной жидкости обычно находится в диапазоне 20-60°С, предпочтительно в диапазоне 30-55°С и более предпочтительно 30-40°С.The temperature of the washing liquid is usually in the range of 20-60°C, preferably in the range of 30-55°C and more preferably 30-40°C.
В предпочтительной форме выполнения, часть конденсата из этапа d) используют в качестве промывочной жидкости.In a preferred embodiment, part of the condensate from step d) is used as flushing liquid.
В особо предпочтительной форме выполнения, это, по меньшей мере, часть промывочной жидкости донного потока из этапа e).In a particularly preferred embodiment, this is at least part of the bottom stream washing liquid from step e).
Более предпочтительно, чтобы промывочная жидкость состояла исключительно из донного потока из этапа e).More preferably, the washing liquid consists exclusively of the bottom stream from step e).
- 8 041769- 8 041769
Отстойник.Sump.
Зону регенератора ниже зоны регенерации, в общем, называют отстойник.The regenerator zone below the regeneration zone is generally referred to as a sump.
В этой области регенерированный абсорбент обычно собирают и подают в испаритель через отводной канал жидкости в донной части регенератора по трубам и/или частично возвращают в абсорбер в виде регенерированного абсорбента.In this area, the reclaimed absorbent is typically collected and fed to the evaporator through a liquid bleed at the bottom of the regenerator via pipes and/or partially returned to the absorber as reclaimed absorbent.
Отстойник может быть разделен сборным дном, расположенным между отводным каналом отстойника и местом подачи пара, который образуется в испарителе.The settling tank can be divided by a collection bottom located between the settling tank outlet and the steam supply point, which is formed in the evaporator.
Испаритель.Evaporator.
Как правило, по меньшей мере, часть регенерированного абсорбента направляют в испаритель из отводного канала отстойника регенератора.As a rule, at least a part of the regenerated absorbent is sent to the evaporator from the outlet channel of the sump of the regenerator.
Предпочтительно отводной канал отстойника из регенератора полностью входит в испаритель. Испаритель обычно означает кипятильник (испаритель парового котла), испаритель с естественной циркуляцией (термосифон) или выпарной аппарат с принудительной циркуляцией.Preferably, the sump bleed from the regenerator extends completely into the evaporator. Evaporator usually means a reboiler (steam boiler evaporator), a natural circulation evaporator (thermosyphon) or a forced circulation evaporator.
Испаритель регенератора предпочтительно расположен за регенератором и соединен с отводным каналом отстойника с помощью труб.The regenerator evaporator is preferably located downstream of the regenerator and connected to the settler outlet channel by means of pipes.
Испаритель, в общем, нагревают 100-150°С, особенно предпочтительно 105-140°С и весьма предпочтительно 110-130°С.The evaporator is generally heated to 100-150°C, particularly preferably 105-140°C and very preferably 110-130°C.
В испарителе, по меньшей мере, в общем, выпаривают часть вытяжки из отводного канала отстойника и возвращают в регенератор. Впрыскивание образовавшегося пара и непревращенных в пар текучих сред предпочтительно происходит под зоной регенерации, предпочтительно в отстойнике регенератора.In the evaporator, at least in general, part of the extract is evaporated from the outlet channel of the settler and returned to the regenerator. The injection of the generated steam and non-vaporized fluids preferably takes place below the regeneration zone, preferably in the sump of the regenerator.
Если в отстойнике расположена дополнительная сборная тарелка (сборный поддон), то подачу образующегося пара предпочтительно осуществляют под сборной тарелкой.If an additional collection plate (collection tray) is located in the sump, then the supply of the resulting steam is preferably carried out under the collection plate.
Зона обратной промывки:Backwash zone:
В особенно предпочтительной форме выполнения, регенератор над зоной регенерации, особенно предпочтительно над местом подачи загруженного абсорбента, содержит зону обратной промывки.In a particularly preferred form of execution, the regenerator above the regeneration zone, particularly preferably above the place of supply of the loaded absorbent, contains a backwash zone.
Зона обратной промывки, как правило, выполнена в виде секции регенератора, расположенной над зоной регенерации.The backwash zone, as a rule, is made in the form of a regenerator section located above the regeneration zone.
Предпочтительно зона обратной промывки содержит встроенные элементы, особенно предпочтительно наполнители, насадки и/или тарелки для улучшения соединения потока текучей среды с промывочной жидкостью.Preferably, the backwash zone contains built-in elements, especially preferably fillers, nozzles and/or trays, to improve the connection of the fluid stream with the flushing liquid.
В предпочтительной форме выполнения встроенные элементы являются наполнителями и/или насадками. Высота насадок (наполнителей/насадок) предпочтительно находится в диапазоне 1-10, особенно предпочтительно 2-8 и более предпочтительно 3-6 м.In a preferred embodiment, the built-in elements are fillers and/or nozzles. The height of the nozzles (fillers/nozzles) is preferably in the range of 1-10, particularly preferably 2-8 and more preferably 3-6 m.
В весьма предпочтительной форме выполнения зона обратной промывки содержит тарелки, особенно предпочтительно клапанные тарелки или колпачковые тарелки.In a highly preferred embodiment, the backwash zone comprises trays, particularly preferably valve trays or bubble cap trays.
Зона промывки содержит предпочтительно 1-10, более предпочтительно 2-7 и наиболее предпочтительно 2-6 тарелок.The washing zone contains preferably 1-10, more preferably 2-7 and most preferably 2-6 plates.
Промывочную жидкость обычно вводят в верхнюю область зоны обратной промывки или выше зоны обратной промывки.The washing liquid is usually injected into the upper region of the backwash zone or above the backwash zone.
В качестве промывочной жидкости, как правило, используют водный или слегка нейтрализованный водный раствор, особенно предпочтительно воду.As a washing liquid, as a rule, an aqueous or slightly neutralized aqueous solution is used, particularly preferably water.
В особенно предпочтительной форме выполнения, это, по меньшей мере, часть промывочной жидкости донного потока из этапа e). Более предпочтительно, промывочная жидкость состоит исключительно из донного потока из этапа e).In a particularly preferred embodiment, this is at least part of the bottom stream flushing liquid from step e). More preferably, the washing liquid consists solely of the bottom stream from step e).
В еще одной форме выполнения, часть конденсата из этапа d) может быть направлена в зону обратной промывки в качестве промывочной жидкости.In yet another embodiment, part of the condensate from step d) can be sent to the backwash zone as a flushing liquid.
Температура промывочной жидкости, как правило, находится в диапазоне 10-60°С, предпочтительно 20-55°С и особенно предпочтительно 40-50°С.The temperature of the washing liquid, as a rule, is in the range of 10-60°C, preferably 20-55°C and particularly preferably 40-50°C.
В зоне обратной промывки остаточное количество принесенных аминов может вымываться из абсорбента, таким образом кислотный отработанный газ, выходящий из регенератора, в основном не содержит амины. Кроме того, в зоне обратной промывки содержание воды в газовом потоке, который получен в верхней части регенератора, может быть уменьшено, так как при контакте с более холодным промывочным средством часть парообразной воды может конденсироваться.In the backwash zone, the residual amount of carried amines can be flushed out of the absorbent, so that the acidic waste gas leaving the regenerator is essentially free of amines. In addition, in the backwash zone, the water content of the gas stream that is obtained at the top of the regenerator can be reduced, since on contact with a colder flushing agent, part of the water vapor can condense.
Преимуществом этого является то, что эту воду не нужно отделять на последующем этапе дистилляции.This has the advantage that this water does not need to be separated in a subsequent distillation step.
Этап с)рециркуляции.Step c) recycling.
Согласно изобретению образовавшийся в отстойнике регенератора регенерированный абсорбент из этапа b) возвращают на этап а) абсорбции.According to the invention, the regenerated absorbent formed in the sump of the regenerator from step b) is returned to step a) of absorption.
При этом возврат регенерированного абсорбента, как описано ранее, происходит в одном из мест подачи абсорбера для регенерированного абсорбента.In this case, the return of the regenerated absorbent, as described earlier, occurs in one of the supply points of the absorber for the regenerated absorbent.
Этап d) конденсации.Step d) condensation.
Газообразный поток из регенератора согласно изобретению направляют на этап d) конденсации.The gaseous stream from the regenerator according to the invention is sent to condensation step d).
- 9 041769- 9 041769
На этапе конденсации конденсат, содержащий метанол и воду, переконденсируют из газообразного потока из этапа b).In the condensation step, the condensate containing methanol and water is recondensed from the gaseous stream from step b).
Предпочтительно этап конденсации осуществляют таким образом, что газообразный поток из этапаPreferably, the condensation step is carried out in such a way that the gaseous stream from the step
b) проходит через один или более конденсаторов (дефлегматоров регенератора).b) passes through one or more condensers (regenerator dephlegmators).
В предпочтительной форме выполнения, газообразный поток из этапа b) проходит через один дефлегматор регенератора.In a preferred embodiment, the gaseous stream from step b) passes through one dephlegmator of the regenerator.
Дефлегматоры обычно содержат теплообменник и резервуар, в котором жидкая фаза может быть отделена от газовой фазы. Однако теплообменник и резервуар также могут быть объединены в один элемент.Dephlegmators usually contain a heat exchanger and a reservoir in which the liquid phase can be separated from the gas phase. However, the heat exchanger and reservoir can also be combined into one element.
Дефлегматоры регенератора эксплуатируют таким образом, что метанол и присутствующая, при необходимости, вода конденсируются, в то время как кислотные газы остаются преимущественно в газовой фазе.The reflux condensers of the regenerator are operated in such a way that the methanol and, if necessary, water present are condensed, while the acid gases remain predominantly in the gas phase.
В качестве дефлегматоров регенератора могут быть использованы, например, конденсаторы с охлаждающим змеевиком или трубой со спиральным сварным швом, двухтрубным охладителем, а также теплообменником с пучком труб.As dephlegmators of the regenerator, for example, condensers with a cooling coil or pipe with a spiral weld, a two-pipe cooler, and a heat exchanger with a tube bundle can be used.
В общем, дефлегматор регенератора используют при температурах в диапазоне 10-60°С, предпочтительно 20-55°С, особенно предпочтительно 30-40°С.In general, the regenerator reflux condenser is used at temperatures in the range of 10-60°C, preferably 20-55°C, particularly preferably 30-40°C.
Предпочтительно первый из двух дефлегматоров регенератора охлаждают воздухом или водой для охлаждения, а второй из двух дефлегматоров регенератора охлаждают охлаждающей текучей средой.Preferably, the first of the two regenerator reflux condensers is cooled with air or water for cooling, and the second of the two regenerator reflux condensers is cooled with a cooling fluid.
В общем, первый дефлегматор регенератора используют при температурах 20-60°С и предпочтительно 25-45°С.In general, the first dephlegmator of the regenerator is used at temperatures of 20-60°C and preferably 25-45°C.
Второй дефлегматор регенератора, в общем, используют с охлаждающей текучей средой при температурах 3-20°С, предпочтительно 5-15°С, особенно предпочтительно 5-10°С.The second dephlegmator of the regenerator is generally used with cooling fluid at temperatures of 3-20°C, preferably 5-15°C, particularly preferably 5-10°C.
Еще одним преимуществом формы выполнения с по меньшей мере двумя дефлегматорами является то, что содержание метанола в кислотном отработанном газе может уменьшаться, так как при низких температурах может переконденсироваться большее количество метанола. Это позволяет увеличить долю регенерации метанола, например, до более чем 80%, относительно метанола, введенного в способ. Кроме того, можно повысить чистоту получаемого метанола.Another advantage of the embodiment with at least two reflux condensers is that the methanol content of the acidic flue gas can be reduced, since more methanol can be recondensed at low temperatures. This makes it possible to increase the proportion of methanol recovery, for example, to more than 80%, relative to the methanol introduced into the process. In addition, the purity of the resulting methanol can be improved.
Непереконденсированную газовую фазу предпочтительно отводят из способа в виде отработанных газов (отработанный газ).The non-recondensed gas phase is preferably removed from the process in the form of exhaust gases (exhaust gas).
Согласно изобретению, по меньшей мере, часть верхнего конденсата регенератора поступает на этап e) дистилляции. Здесь предпочтительно, чтобы при использовании нескольких конденсаторов конденсаты объединялись перед вводом на этап e).According to the invention, at least part of the regenerator overhead condensate is fed to distillation step e). Here it is preferable that, when using several capacitors, the condensates are combined before being introduced into step e).
Предпочтительно 50-100 об.%, более предпочтительно 70-100 об.%, особенно предпочтительно 90 из 100 об.%, верхнего конденсата регенератора, и наиболее предпочтительно 100 об.%, поступает на этап e) дистилляции.Preferably 50-100 vol%, more preferably 70-100 vol%, particularly preferably 90 out of 100 vol%, of the overhead regenerator condensate, and most preferably 100 vol%, is fed to distillation step e).
Верхний конденсат, не введенный на этапе e), может быть возвращен в регенератор в виде промывочной жидкости.The overhead condensate not introduced in step e) can be returned to the regenerator as a wash liquid.
При этом, верхний конденсат может быть возвращен в регенератор предпочтительно вместе с донным потоком из этапа e) в регенератор.Here, the overhead condensate can be returned to the regenerator, preferably together with the bottom stream from step e) to the regenerator.
Этап e) дистилляции.Step e) distillation.
В соответствии с настоящим изобретением после этапа d) конденсации следует этап e) дистилляции, в ходе которого, по меньшей мере, часть конденсата с этапа d) направляется в дистилляционную колонну для получения верхнего потока, содержащего метанол, и донного потока, содержащего воду.In accordance with the present invention, step d) of condensation is followed by step e) of distillation, during which at least part of the condensate from step d) is sent to a distillation column to obtain an overhead stream containing methanol and a bottom stream containing water.
Этап e) дистилляции, как правило, осуществляют в ректификационной колонне.Step e) distillation is usually carried out in a distillation column.
Ректификация может осуществляться с использованием известных специалистам устройств, таких как колонны с колпачковыми тарелками, колонны с сетчатыми тарелками или колонны с наполнителями/насадками.Rectification can be carried out using devices known to those skilled in the art, such as bubble-cap tray columns, sieve tray columns, or fill/packed columns.
Ректификационная колонна предпочтительно содержит 3-25 тарелок, более предпочтительно 5-20 тарелок и наиболее предпочтительно 7-15 тарелок.The distillation column preferably contains 3-25 trays, more preferably 5-20 trays and most preferably 7-15 trays.
Подачу в ректификационную колонну предпочтительно осуществляют в пространственной области, расположенной между 25 и 95% тарелок ректификационной колонны (считая снизу), более предпочтительно в пространственной области между 40 и 60% тарелок ректификационной колонны. Например, подача в ректификационную колонну может осуществляться в области середины пластин.Feeding to the distillation column is preferably carried out in the spatial region located between 25 and 95% of the plates of the distillation column (counting from the bottom), more preferably in the spatial region between 40 and 60% of the plates of the distillation column. For example, the feed to the distillation column may be in the area of the middle of the plates.
Энергия, необходимая для ректификации, как правило, обеспечивается испарителем в донной части колонны. Такой испаритель, как правило, представляет собой испаритель-рекуператор, испаритель с естественной циркуляцией или испаритель с принудительной циркуляцией.The energy required for distillation is usually provided by an evaporator at the bottom of the column. Such an evaporator is typically a heat recovery evaporator, a natural circulation evaporator, or a forced circulation evaporator.
Таким образом, в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления абсолютное давление в верхней части ректификационной колонны предпочтительно находится в диапазоне 1-5 бар, более предпочтительно 1-4 бар, особенно предпочтительно 1,1-3 бар.Thus, according to a preferred embodiment, the absolute pressure at the top of the distillation column is preferably in the range of 1-5 bar, more preferably 1-4 bar, particularly preferably 1.1-3 bar.
При соответствующих давлениях температуры в верхней части ректификационной колонны, как правило, находятся в диапазоне 50-80°С, предпочтительно 55-75°С, более предпочтительно 60-70°С.At appropriate pressures, the temperatures at the top of the distillation column are generally in the range of 50-80°C, preferably 55-75°C, more preferably 60-70°C.
- 10 041769- 10 041769
Газовый поток, который отводят в верхней части ректификационной колонны, как правило, поступает через конденсатор.The gas stream which is withdrawn at the top of the distillation column usually enters through a condenser.
Рабочая температура в конденсаторе предпочтительно составляет 10-50°С, предпочтительно 2045°С, особенно предпочтительно 30-40°С.The operating temperature in the condenser is preferably 10-50°C, preferably 2045°C, particularly preferably 30-40°C.
В соответствии с настоящим изобретением могут использоваться, например, конденсаторы с охлаждающими змеевиками или змеевиковые конденсаторы, трубчатые конденсаторы с рубашкой, теплообменники пластинчатого типа и кожухотрубные теплообменники.In accordance with the present invention, for example, cooling coil condensers or coil condensers, jacketed tubular condensers, plate type heat exchangers and shell and tube heat exchangers can be used.
В конденсаторе, как правило, получают конденсат, содержащий преимущественно метанол.The condenser typically produces a condensate containing predominantly methanol.
Конденсат, полученный в конденсаторе, предпочтительно в количестве более 50 об.% возвращают в виде обратного потока в верхнюю часть ректификационной колонны, предпочтительно в количестве более 65 об.%, наиболее предпочтительно в количестве более 80 об.%.The condensate produced in the condenser, preferably in excess of 50% by volume, is refluxed to the top of the distillation column, preferably in excess of 65% by volume, most preferably in excess of 80% by volume.
Та часть конденсата, которая не возвращают, может быть выведена из способа и повторно использована в качестве ингибитора для предотвращения образования гидрата метана в неочищенном природном газе.The portion of the condensate that is not recycled can be removed from the process and reused as an inhibitor to prevent the formation of methane hydrate in the raw natural gas.
В донной части ректификационной колонны, как правило, осуществляют отвод донного потока, содержащего преимущественно воду.In the bottom part of the distillation column, as a rule, carry out the removal of the bottom stream containing mainly water.
Содержание метанола в донном потоке, полученном на этапе e), предпочтительно составляет 10 мас.ч./млн-5 мас.%, более предпочтительно 100 мас.ч./млн-3 мас.%, наиболее предпочтительно 200 мас.ч./млн-1 мас.%.The methanol content of the bottom stream obtained in step e) is preferably 10 ppmw-5 wt%, more preferably 100 ppmw-3 wt%, most preferably 200 ppmw. ppm wt%.
Рециркуляция донного потока с этапа e) дистилляции.Recirculation of the bottom stream from distillation step e).
Согласно настоящему изобретению, по меньшей мере, часть донного потока, полученного на этапе e) дистилляции, возвращают в регенератор, используемый на этапе b).According to the present invention, at least part of the bottom stream obtained in step e) of distillation is returned to the regenerator used in step b).
Предпочтительно донный поток, полученный на этапе e) дистилляции, возвращают в регенератор, в количестве 50-100 об.%, более предпочтительно 70-100 об.%, наиболее предпочтительно 90-100 об.%. В предпочтительном варианте осуществления изобретения донный поток, полученный на этапе e) дистилляции, возвращают в регенератор полностью (100 об.%). Это может снизить подачу пресной воды, необходимой для поддержания водного баланса в общем процессе.Preferably, the bottom stream from distillation step e) is recycled to the regenerator, in an amount of 50-100% by volume, more preferably 70-100% by volume, most preferably 90-100% by volume. In a preferred embodiment of the invention, the bottom stream obtained in step e) of distillation is returned to the regenerator in its entirety (100% by volume). This can reduce the supply of fresh water needed to maintain water balance in the overall process.
Если регенератор не имеет дополнительной зоны обратной промывки, донный поток, полученный на этапе e) дистилляции, предпочтительно подают обратно в верхнюю часть зоны регенерации или выше зоны регенерации через подающее устройство.If the regenerator does not have an additional backwash zone, the bottom stream obtained from distillation step e) is preferably fed back to the top of the regeneration zone or above the regeneration zone via a feeder.
Если регенератор имеет дополнительную зону обратной промывки, донный поток, полученный на этапе e) дистилляции, предпочтительно подают обратно в верхнюю часть зоны обратной промывки или выше зоны обратной промывки через подающее устройство.If the regenerator has an additional backwash zone, the bottom stream from distillation step e) is preferably fed back to the top of the backwash zone or above the backwash zone via a feeder.
Подачу донного потока, полученного на этапе e), в регенератор предпочтительно осуществляют в соответствии с описанием выше.The supply of the bottom stream obtained in step e) to the regenerator is preferably carried out as described above.
Донный поток, полученный на этапе e) дистилляции, предпочтительно подают в виде промывочной воды обратно в верхнюю часть зоны регенерации или выше зоны регенерации, а в случае наличия зоны обратной промывки - в зону обратной промывки в соответствии с описанием выше.The bottom stream from distillation step e) is preferably fed as wash water back to the top of the regeneration zone or above the regeneration zone, and in the case of a backwash zone, to the backwash zone as described above.
При необходимости вместе с донным потоком, полученным на этапе e), в регенератор можно дополнительно подавать пресную воду. Такая подача воды может осуществляться через то же подающее устройство. В качестве альтернативы, вода может подаваться через отдельное подающее устройство.If necessary, together with the bottom stream obtained in step e), additional fresh water can be supplied to the regenerator. This water supply can be carried out through the same supply device. Alternatively, water may be supplied through a separate feeder.
Тем не менее, в регенератор подают предпочтительно исключительно конденсат, полученный на этапе e), без пресной воды в соответствии с описанием выше.However, the regenerator is fed preferably exclusively with the condensate obtained in step e), without fresh water, as described above.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения донный поток, полученный на этапе e), используют в качестве теплоносителя в теплообменнике перед его рециркуляцией в регенератор. Предпочтительно, донный поток с этапа e) используют в качестве теплоносителя в теплообменнике, который нагревает верхний конденсат регенератора, полученный на этапе d), перед его направлением на этап e) дистилляции. Этот вариант осуществления изобретения обеспечивает возможность снижения энергопотребления.In a preferred embodiment of the invention, the bottom stream obtained in step e) is used as a heat transfer medium in a heat exchanger before it is recirculated to the regenerator. Preferably, the bottom stream from step e) is used as heat transfer medium in a heat exchanger that heats the overhead regenerator condensate from step d) before it is sent to distillation step e). This embodiment of the invention makes it possible to reduce power consumption.
Устройство.Device.
Настоящее изобретение также относится к устройству для нейтрализации потока текучей среды, содержащего метанол и по меньшей мере один кислотный газ по п.1, включающему следующие компоненты:The present invention also relates to a device for neutralizing a fluid stream containing methanol and at least one acid gas according to claim 1, including the following components:
а) абсорбер, содержащий зону абсорбции по меньшей мере одно подающее устройство для абсорбента, одно подающее устройство для потока текучей среды, подлежащей нейтрализации, отводной канал жидкости для загруженного абсорбента, отводной канал газа нейтрализованного потока текучей среды и, при необходимости, зону обратной промывки с подающим устройством для промывочного средства;a) an absorber comprising an absorption zone, at least one feeder for the absorbent, one feeder for the fluid stream to be neutralized, a liquid outlet channel for the loaded absorbent, a gas outlet channel for the neutralized fluid stream and, if necessary, a backwash zone with a feeder for a flushing agent;
b) регенератор, содержащий зону регенерации, испаритель, подающее устройство для загруженного абсорбента, отводной канал жидкости в донной части регенератора и отводной канал газа в верхней части регенератора;b) a regenerator containing a regeneration zone, an evaporator, a supply device for loaded absorbent, a liquid outlet channel at the bottom of the regenerator and a gas outlet channel at the top of the regenerator;
c) по меньшей мере один верхний конденсатор, соединенный с отводным каналом газа регенератора, содержащий отводной канал газа и отводной канал конденсата; иc) at least one upper condenser connected to the gas outlet of the regenerator, comprising a gas outlet and a condensate outlet; And
- 11 041769- 11 041769
d) дистилляционную колонну, содержащую конденсатор, испаритель, подающее устройство для отвода конденсата из верхнего конденсатора, отводной канал пара в верхней области колонны и отводной канал жидкости в донной части дистилляционной колонны, причем регенератор содержит подающее устройство, соединенное с отводным каналом жидкости в донной части дистилляционной колонны.d) a distillation column comprising a condenser, an evaporator, a feeder for removing condensate from the upper condenser, a vapor outlet in the upper region of the column, and a liquid outlet in the bottom of the distillation column, the regenerator comprising a feeder connected to a liquid outlet in the bottom distillation column.
Предпочтительный вариант осуществления такого устройства показан на фиг. 1.A preferred embodiment of such a device is shown in FIG. 1.
На фиг. 2 показан предпочтительный вариант осуществления изобретения, в соответствии с которым регенератор дополнительно содержит зону обратной промывки.In FIG. 2 shows a preferred embodiment of the invention, in which the regenerator further comprises a backwash zone.
Абсорбер предпочтительно выполнен в виде абсорбционной колонны или поглотительной башни.The absorber is preferably in the form of an absorption column or absorption tower.
Абсорбционная колонна предпочтительно содержит зону абсорбции. В рамках данного изобретения зона абсорбции представляет собой секцию абсорбционной колонны, в которой поток текучей среды соединяют с абсорбентом для массообмена. Для улучшения контакта и создания большей пограничной поверхности массообмена зона абсорбции предпочтительно содержит встроенные элементы, например, наполнители, насадки и/или тарелки.The absorption column preferably contains an absorption zone. Within the scope of this invention, an absorption zone is a section of an absorption column in which a fluid stream is combined with an absorbent for mass transfer. In order to improve contact and create a larger boundary mass transfer surface, the absorption zone preferably contains built-in elements, for example, fillers, nozzles and/or plates.
При использовании колонны с наполнителями или насадками зона абсорбции предпочтительно разделена на две-четыре расположенные друг над другом секции, которые отделены друг от друга несущими и поддерживающими и/или распределительными тарелками.When using a column with fillers or packings, the absorption zone is preferably divided into two to four sections located one above the other, which are separated from each other by carrier and support and/or distribution plates.
Если зона абсорбции содержит наполнители или насадки, то высота наполнителей/насадок в зоне абсорбции предпочтительно находится в диапазоне 5-20 м, особенно предпочтительно 6-15 м и весьма предпочтительно 8-14 м.If the absorption zone contains fillers or packings, the height of the fillers/packings in the absorption zone is preferably in the range of 5-20 m, particularly preferably 6-15 m and very preferably 8-14 m.
Если зона абсорбции содержит тарелки, то количество тарелок зоны абсорбции предпочтительно находится в диапазоне 8-30, особенно предпочтительно 12-25 и весьма предпочтительно 15-23 тарелки.If the absorption zone contains trays, then the number of absorption zone trays is preferably in the range of 8-30, particularly preferably 12-25 and very preferably 15-23 trays.
В нижней части зоны или под ней находится подающее устройство для потока текучей среды, подлежащего нейтрализации.In the lower part of the zone or below it is a supply device for the flow of fluid to be neutralized.
Над зоной абсорбции, предпочтительно в верхней части абсорбционной колонны, предпочтительно имеется отводной канал потока текучей среды, подлежащего нейтрализации.Above the absorption zone, preferably at the top of the absorption column, there is preferably a vent for the fluid stream to be neutralized.
В зоне отводного канала для нейтрализованного потока текучей среды предпочтительно установлен отделитель текучей среды.Preferably, a fluid separator is installed in the area of the outlet channel for the neutralized fluid flow.
В соответствии с особенно предпочтительным вариантом осуществления изобретения в верхней части зоны абсорбции или над зоной абсорбции расположено подающее устройство для промывочного средства.In accordance with a particularly preferred embodiment of the invention, a feeder for washing agent is located in the upper part of the absorption zone or above the absorption zone.
В соответствии с частным вариантом осуществления изобретения абсорбер включает дополнительную зону обратной промывки над зоной абсорбции.According to a particular embodiment of the invention, the absorber includes an additional backwash zone above the absorption zone.
Зона обратной промывки, как правило, выполнена как секция абсорбера в виде ректификационной секции, расположенной над подающим устройством абсорбента. Зона обратной промывки предпочтительно имеет наполнители или насадки и/или тарелки для усиления контакта между потоком текучей среды и жидкостью для очистки. В частности, зона обратной промывки содержит тарелки, более предпочтительно клапанные, колпачковые тарелки, тарелки Торманна или сетчатые тарелки.The backwash zone, as a rule, is made as an absorber section in the form of a distillation section located above the absorbent feeder. The backwash zone preferably has fillers or nozzles and/or trays to enhance contact between the fluid stream and the cleaning fluid. In particular, the backwash zone comprises trays, more preferably valve trays, bubble cap trays, Tormann trays, or mesh trays.
Предпочтительно, над зоной обратной промывки имеется подающее устройство для промывочного средства.Preferably, above the backwash zone there is a dispenser for the flushing agent.
Зона обратной промывки содержит предпочтительно 1-7 тарелок, более предпочтительно 2-6, наиболее предпочтительно 3-5 тарелок, высота насадок (наполнителей/насадок) предпочтительно составляет 1-6 м, более предпочтительно 2-5 м, наиболее предпочтительно 2-3 м.The backwash zone contains preferably 1-7 trays, more preferably 2-6, most preferably 3-5 trays, the height of the nozzles (fillers/nozzles) is preferably 1-6 m, more preferably 2-5 m, most preferably 2-3 m .
Под зоной обратной промывки может располагаться тарелка для сбора жидкости для очистки, из которой будет осуществляться рециркуляция жидкости для очистки. При этом рециркуляция, как правило, осуществляется с помощью насоса, который перекачивает жидкость для очистки из тарелка для сбора жидкости для очистки в подающее устройство. В случае рециркуляции может осуществляться охлаждение жидкости для очистки с помощью теплообменника.Below the backwash zone, there may be a cleaning fluid collection tray from which the cleaning fluid will be recirculated. In this case, the recirculation is usually carried out by means of a pump, which pumps the cleaning liquid from the dish for collecting the cleaning liquid to the feeder. In the case of recirculation, the cleaning liquid can be cooled by means of a heat exchanger.
В донной части абсорбера предпочтительно расположен отводной канал жидкости для загруженного абсорбента.At the bottom of the absorber is preferably located a liquid outlet channel for the loaded absorbent.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения между отводным каналом жидкости для загруженного абсорбента в абсорбере и подающим устройством для загруженного абсорбента в регенераторе предусмотрен теплообменник. Теплоноситель, используемый для этого теплообменника, предпочтительно представляет собой поток рециркуляции регенерированного абсорбента из донной части регенератора в абсорбер. В таком предпочтительном варианте осуществления можно снизить энергопотребление всего процесса.In a preferred embodiment of the invention, a heat exchanger is provided between the liquid outlet for the loaded absorbent in the absorber and the feeder for the loaded absorbent in the regenerator. The heat transfer fluid used for this heat exchanger is preferably a recycled absorbent recycle stream from the bottom of the regenerator to the absorber. In such a preferred embodiment, the energy consumption of the entire process can be reduced.
Отводной канал жидкости из абсорбера предпочтительно соединен через теплообменник с регенератором b) посредством трубопровода.The liquid outlet channel from the absorber is preferably connected via a heat exchanger to the regenerator b) via a pipeline.
Теплообменник может быть выполнен в виде пластинчатого теплообменника или кожухотрубного теплообменника. В качестве теплоносителя, используемого в теплообменнике, предпочтительно является донный поток из регенератора b).The heat exchanger can be made in the form of a plate heat exchanger or a shell and tube heat exchanger. The heat transfer medium used in the heat exchanger is preferably the bottom stream from the regenerator b).
Регенератор содержит зону регенерации, испаритель, подающее устройство для загруженного абсорбента отводной канал жидкости в донной части регенератора и отводной канал газа в верхней части регенератора.The regenerator contains a regeneration zone, an evaporator, a supply device for the loaded absorbent, a liquid outlet channel in the bottom part of the regenerator and a gas outlet channel in the upper part of the regenerator.
- 12 041769- 12 041769
В контексте настоящего изобретения зона регенерации рассматривается как область регенератора, в которой загруженный абсорбент контактирует с паром, который генерируется в испарителерекуператоре.In the context of the present invention, the regeneration zone is considered as the area of the regenerator, in which the loaded absorbent is in contact with the steam that is generated in the recuperator evaporator.
Чтобы повысить эффективность контакта и обеспечить большую границу массового переноса, зона регенерации предпочтительно включает внутренние элементы, которые предпочтительно представляют собой наполнители или насадки и/или тарелки.To improve contact efficiency and provide a large mass transfer margin, the regeneration zone preferably includes internal elements, which are preferably fillers or nozzles and/or trays.
В колонне с наполнителями или насадками зона регенерации предпочтительно разделена на 2-4 насадочные секции, которые расположены одна над другой и отделены друг от друга несущими и удерживающими тарелками и/или распределительной тарелкой.In a column with fillers or packings, the regeneration zone is preferably divided into 2-4 packed sections, which are located one above the other and are separated from each other by carrier and retention trays and/or a distribution tray.
Если зона регенерации включает наполнители или насадки, высота наполнителей/насадок в зоне регенерации предпочтительно составляет 5-15 м, более предпочтительно 6-12 м и наиболее предпочтительно 8-12 м.If the regeneration zone includes fillers or packings, the height of the fillers/packings in the regeneration zone is preferably 5-15 m, more preferably 6-12 m and most preferably 8-12 m.
Если зона регенерации включает тарелки, количество тарелок в зоне регенерации предпочтительно составляет 10-30 тарелок, более предпочтительно 15-25 тарелок, наиболее предпочтительно 17-23 тарелки.If the regeneration zone includes trays, the number of trays in the regeneration zone is preferably 10-30 trays, more preferably 15-25 trays, most preferably 17-23 trays.
Подающее устройство для загруженного абсорбента как правило, расположена выше зоны регенерации или в верхней части зоны регенерации.The feeder for loaded absorbent is usually located above the regeneration zone or in the upper part of the regeneration zone.
Регенератор дополнительно включает испаритель.The regenerator additionally includes an evaporator.
Испаритель, предпочтительно, представляет собой испаритель-рекуператор, испаритель с естественной циркуляцией или испаритель с принудительной циркуляцией.The evaporator is preferably a heat recovery evaporator, a natural circulation evaporator or a forced circulation evaporator.
Испаритель предпочтительно соединен с отводным каналом жидкости в донной части регенератора посредством трубопровода. Термин донная часть, как правило, относится к области, расположенной под зоной регенерации.The evaporator is preferably connected to the liquid outlet channel at the bottom of the regenerator via a pipeline. The term bottom generally refers to the area below the regeneration zone.
Смесь жидкости и пара, которую получают в испарителе, предпочтительно подают в нижнюю часть регенератора через подающее устройство, расположенное над отводным каналом жидкости в донной части, но под зоной регенерации.The mixture of liquid and vapor that is produced in the evaporator is preferably fed into the bottom of the regenerator through a feeder located above the liquid outlet at the bottom but below the regeneration zone.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления варианте донная часть регенератора разделена тарелкой для сбора абсорбента. Собранный в ней абсорбент подают в теплообменник. Под тарелкой для сбора абсорбента осуществляют подачу пара и рециркуляцию жидкости.According to a preferred embodiment, the bottom of the regenerator is divided by an absorbent collection plate. The absorbent collected in it is fed into the heat exchanger. Steam is supplied under the absorbent collecting tray and liquid is recirculated.
Регенератор дополнительно содержит точку отвода газообразного потока, образующегося в ходе регенерации. Точка отвода газообразного потока, образующегося в ходе регенерации, предпочтительно расположена в верхней части регенератора. В зоне, где расположена точка отвода предпочтительно установлен отделитель текучей среды.The regenerator further comprises a tapping point for the gaseous flow generated during the regeneration. The point of withdrawal of the gaseous stream formed during the regeneration is preferably located in the upper part of the regenerator. In the area where the tap-off point is located, a fluid separator is preferably installed.
В особенно предпочтительном варианте осуществления изобретения регенератор дополнительно содержит зону обратной промывки. Зона обратной промывки, как правило, выполнена как секция регенератора в форме ректификационной секции, расположенной над зоной регенерации или подающим устройством для загруженного абсорбента.In a particularly preferred embodiment of the invention, the regenerator further comprises a backwash zone. The backwash zone, as a rule, is made as a regenerator section in the form of a distillation section located above the regeneration zone or feeder for the loaded absorbent.
Чтобы повысить эффективность контакта и обеспечить большую границу массового переноса, зона обратной промывки предпочтительно включает внутренние элементы, которые предпочтительно представляют собой наполнители или насадки и/или тарелки.To improve contact efficiency and provide a large mass transfer margin, the backwash zone preferably includes internal elements, which are preferably fillers or packings and/or trays.
Особенно предпочтительно, в зоне обратной промывки расположены тарелки, например, клапанные, колпачковые тарелки, тарелки Торманна или сетчатые тарелки.Particularly preferably, trays such as valve trays, cap trays, Thormann trays or mesh trays are located in the backwash zone.
Зона обратной промывки предпочтительно содержит 1-10 тарелок, более предпочтительно 2-7 тарелок, наиболее предпочтительно 2-6 тарелок.The backwash zone preferably contains 1-10 trays, more preferably 2-7 trays, most preferably 2-6 trays.
Если зона обратной промывки включает наполнители или насадки, высота внутренних элементов предпочтительно составляет 1-10 м, более предпочтительно 2-8 м, наиболее предпочтительно 3-6 м.If the backwash zone includes fillers or nozzles, the height of the internals is preferably 1-10m, more preferably 2-8m, most preferably 3-6m.
Предпочтительно, над зоной обратной промывки или в верхней части зоны обратной промывки имеется подающее устройство для жидкости.Preferably, above the backwash zone or at the top of the backwash zone, there is a liquid feeder.
Точка отвода газообразного потока, образующегося в ходе регенерации, соединена с верхним конденсатором. Верхний конденсатор включает отводной канал газа и отводной канал конденсата.The point of withdrawal of the gaseous flow generated during the regeneration is connected to the upper condenser. The upper condenser includes a gas outlet channel and a condensate outlet channel.
В соответствии с настоящим изобретением могут использоваться, например, конденсаторы с охлаждающими змеевиками или змеевиковые конденсаторы, трубчатые конденсаторы с рубашкой и кожухотрубные теплообменники.In accordance with the present invention, for example, cooling coil condensers or coil condensers, jacketed tubular condensers and shell and tube heat exchangers can be used.
В предпочтительном варианте осуществления устройство по изобретению содержит по меньшей мере два конденсатора, каждый из которых имеет один отводной канал газа и один отводной канал конденсата, при этом первый конденсатор предпочтительно имеет воздушное или водяное охлаждение, а второй конденсатор предпочтительно охлаждают с использованием охлаждающего агента. Преимуществом этого варианта осуществления является то, что содержание метанола в кислотных отходящих газах может быть уменьшено из-за большего количества конденсирующегося метанола. Благодаря этому может быть повышена степень регенерации метанола, например, до более чем 80%, от общего количества метанола, которое подают в способ.In a preferred embodiment, the apparatus of the invention comprises at least two condensers each having one gas outlet and one condensate outlet, the first condenser being preferably air or water cooled and the second condenser preferably being cooled using a refrigerant. An advantage of this embodiment is that the methanol content of the acidic off-gases can be reduced due to more methanol condensing. As a result, the degree of methanol recovery can be increased, for example to more than 80%, of the total amount of methanol fed into the process.
Устройство по настоящему изобретению дополнительно содержит дистилляционную колонну, включающую конденсатор, испаритель, подающее устройство, соединенное с отводным каналом кон- 13 041769 денсата из верхнего конденсатора, отводной канал пара в верхней области колонны и отводной канал жидкости в донной части дистилляционной колонны,The apparatus of the present invention further comprises a distillation column comprising a condenser, an evaporator, a feeder connected to a condensate outlet from the top condenser, a vapor outlet at the top of the column, and a liquid outlet at the bottom of the distillation column,
Дистилляционная колонна предпочтительно выполнена в виде колонны с колпачковыми тарелками или колонны с сетчатыми тарелками или предпочтительно в виде колонны с наполнителями/насадками. Внутренние элементы могут располагаться в одном или нескольких слоях. Ректификационная колонна предпочтительно содержит 3-25 тарелок, более предпочтительно 5-20 тарелок и наиболее предпочтительно 7-15 тарелок.The distillation column is preferably in the form of a column with bubble caps or a column with sieve plates, or preferably in the form of a column with fillers/packings. Internal elements can be located in one or more layers. The distillation column preferably contains 3-25 trays, more preferably 5-20 trays and most preferably 7-15 trays.
Подающее устройство, соединенное с отводным каналом конденсата из верхнего конденсатора, предпочтительно находится в пространственной области, расположенной между 25 и 95% тарелок ректификационной колонны (считая снизу), более предпочтительно в пространственной области между 40 и 60% тарелок ректификационной колонны. Например, подающее устройство может быть расположено в области середины пластин.The feeder connected to the condensate outlet from the top condenser is preferably located in the spatial region between 25% and 95% of the distillation column trays (counting from the bottom), more preferably in the spatial region between 40 and 60% of the fractionator trays. For example, the feeder may be located in the region of the middle of the plates.
В донной части дистилляционной колонны предпочтительно находится отводной канал жидкости.At the bottom of the distillation column, there is preferably a liquid outlet channel.
Отводной канал жидкости предпочтительно соединен с испарителем посредством трубопровода.The liquid outlet channel is preferably connected to the evaporator via a pipeline.
Испаритель, предпочтительно, представляет собой испаритель-рекуператор, испаритель с естественной циркуляцией или испаритель с принудительной циркуляцией.The evaporator is preferably a heat recovery evaporator, a natural circulation evaporator or a forced circulation evaporator.
Смесь жидкости и пара, которую получают в испарителе, предпочтительно подают в нижнюю часть дистилляционной колонны через подающее устройство для пара.The mixture of liquid and vapor which is produced in the evaporator is preferably fed to the bottom of the distillation column through a vapor feeder.
Отвод пара предпочтительно осуществляется в верхней части ректификационной колонны.Steam removal is preferably carried out in the upper part of the distillation column.
Пары, образующиеся в ходе дистилляции, направляются по трубопроводу в верхний конденсатор. Верхний конденсатор, как правило, включает теплообменник и емкость, в которой может осуществляться сепарация жидкой фазы от газовой фазы.The vapors generated during the distillation are sent through a pipeline to the upper condenser. The top condenser typically includes a heat exchanger and a vessel in which the liquid phase can be separated from the gas phase.
В соответствии с настоящим изобретением могут использоваться, например, конденсаторы с охлаждающими змеевиками или змеевиковые конденсаторы, трубчатые конденсаторы с рубашкой и кожухотрубные теплообменники.In accordance with the present invention, for example, cooling coil condensers or coil condensers, jacketed tubular condensers and shell and tube heat exchangers can be used.
В конденсаторе, как правило, получают конденсат, содержащий преимущественно метанол.The condenser typically produces a condensate containing predominantly methanol.
Конденсат, полученный в конденсаторе, предпочтительно в количестве более 50 об.% возвращают через трубопровод в верхнюю часть ректификационной колонны, предпочтительно в количестве более 65 об.%, более предпочтительно в количестве более 80 об.%.The condensate produced in the condenser, preferably more than 50% by volume, is returned via a pipeline to the top of the distillation column, preferably more than 65% by volume, more preferably more than 80% by volume.
Та часть конденсата, которая не возвращают, может быть выведена из способа через трубопровод и повторно использоваться в качестве ингибитора для предотвращения образования гидрата при низких температурах.That part of the condensate that is not returned can be withdrawn from the process through the pipeline and reused as an inhibitor to prevent hydrate formation at low temperatures.
Согласно настоящему изобретению регенератор имеет подающее устройство, соединенное с отводным каналом жидкости в донной части дистилляционной колонны.According to the present invention, the regenerator has a feeder connected to a liquid outlet channel at the bottom of the distillation column.
Если регенератор не имеет зоны обратной промывки, подающее устройство предпочтительно расположено выше зоны регенерации или в верхней части зоны регенерации.If the regenerator does not have a backwash zone, the feeder is preferably located above the regeneration zone or at the top of the regeneration zone.
Если регенератор имеет зону обратной промывки, подающее устройство предпочтительно расположено выше зоны обратной промывки или в верхней части зоны обратной промывки.If the regenerator has a backwash zone, the feeder is preferably located above the backwash zone or at the top of the backwash zone.
В соответствии с еще одним предпочтительным вариантом осуществления теплообменник расположен между отводным каналом жидкости в донной части дистилляционной колонны c) и подающим устройством в регенератор. В этом теплообменнике отходящий поток из донной части дистилляционной колонны c) используют в качестве теплоносителя для конденсата, поступающего из верхнего конденсатора регенератора, перед тем, как выходящий конденсат подают в дистилляционную колонну c).In accordance with another preferred embodiment, the heat exchanger is located between the liquid outlet channel at the bottom of the distillation column c) and the feeder to the regenerator. In this heat exchanger, the effluent from the bottom of the distillation column c) is used as a heat transfer medium for the condensate coming from the top condenser of the regenerator before the exiting condensate is fed to the distillation column c).
В соответствии с особенно предпочтительным вариантом осуществления устройство по изобретению включает расширительную емкость.According to a particularly preferred embodiment, the device according to the invention comprises an expansion vessel.
Расширительная емкость соединена с абсорбером а) и регенератором b).The expansion tank is connected to the absorber a) and the regenerator b).
С расширительной емкостью предпочтительно через клапан соединен отводной канал жидкости из донной части абсорбера.Preferably, a liquid outlet channel from the bottom of the absorber is connected to the expansion vessel via a valve.
В расширительной емкости осуществляют конверсию, по меньшей мере, части кислотных газов в загруженном абсорбенте в газовую фазу и ее отделение от неиспарившейся жидкой фазы.In the expansion tank, at least part of the acid gases in the loaded absorbent is converted into the gas phase and separated from the non-evaporated liquid phase.
Газовую фазу, как правило, отводят в верхней части расширительной емкости в виде кислотного отходящего газа и затем выводят из способа.The gas phase is generally withdrawn at the top of the expansion vessel as an acid off-gas and then removed from the process.
В донной части расширительной емкости предпочтительно расположен отводной канал жидкости неиспарившейся жидкой фазы, который соединен с регенератором посредством трубопровода. Подающее устройство жидкой фазы из расширительной емкости предпочтительно находится выше зоны регенерации.At the bottom of the expansion vessel, there is preferably a liquid outlet channel of the non-evaporated liquid phase, which is connected to the regenerator via a pipeline. The liquid phase feeder from the expansion vessel is preferably located above the regeneration zone.
Более предпочтительно, теплообменник расположен между расширительной емкостью и регенератором, при этом в теплообменнике отходящий поток из донной части регенератора используют в качестве теплоносителя.More preferably, the heat exchanger is located between the expansion vessel and the regenerator, while in the heat exchanger the effluent from the bottom of the regenerator is used as a heat carrier.
Применение устройства.Application of the device.
Настоящее изобретение также относится к применению устройства по изобретению или одной из предпочтительных форм его выполнения или комбинаций предпочтительных форм выполнения для про- 14 041769 изводства природного газа с уменьшенной кислотностью и с низким содержанием метанола. Такое устройство может, в частности, использоваться в странах и регионах, в которых климатические условия требуют подавления образования гидратов с использованием метанола.The present invention also relates to the use of the apparatus of the invention, or one of the preferred embodiments thereof, or combinations of preferred embodiments, for the production of natural gas with reduced acidity and low methanol content. Such a device can in particular be used in countries and regions where the climatic conditions require the suppression of hydrate formation using methanol.
Устройство может быть использовано в соответствии с вышеописанными технологическими условиями.The device can be used in accordance with the above process conditions.
Преимущества.Advantages.
Устройство по настоящему изобретению, применение устройства по настоящему изобретению и способ по настоящему изобретению, в которых донный поток, полученный на этапе e), возвращают в регенератор, являются преимущественными по сравнению с абсорбером в соответствии с известным уровнем техники, при применении которого в донном потоке, полученном на этапе e), может быть более высокое остаточное содержание метанола.The device of the present invention, the use of the device of the present invention and the method of the present invention, in which the bottom stream obtained in step e) is returned to the regenerator, are advantageous compared to the absorber according to the prior art, when used in the bottom stream obtained in step e), there may be a higher residual methanol content.
На этапе e) дистилляции ректификационная колонна может быть оснащена меньшим количеством тарелок или работать с меньшей производительностью испарителя по сравнению с предшествующим уровнем техники. Таким образом можно снизить эксплуатационные расходы и/или капитальные затраты.In distillation step e), the distillation column can be equipped with fewer trays or run at a lower evaporator capacity than in the prior art. In this way, operating costs and/or capital costs can be reduced.
Кроме того, преимуществом способа согласно изобретению является то, что метанол, подаваемый в качестве ингибитора, может быть возвращен обратно с высоким коэффициентом, предпочтительно более 80%, по отношению к подаваемому метанолу. Это еще больше уменьшает эксплуатационные расходы всего процесса.Furthermore, it is an advantage of the process according to the invention that the methanol fed as an inhibitor can be recycled at a high ratio, preferably more than 80%, relative to the methanol fed. This further reduces the operating costs of the entire process.
В контексте настоящего изобретения было неожиданно обнаружено, что в случае подачи донного потока, полученного на этапе e), в регенератор в соответствии с изобретением обеспечивается лишь небольшая степень абсорбции в регенерированном абсорбенте (или такая абсорбция полностью отсутствует).In the context of the present invention, it has surprisingly been found that when the bottom stream obtained in step e) is fed into the regenerator according to the invention, only a small amount of absorption in the regenerated absorbent is achieved (or no absorption at all).
Таким образом, восстановленный абсорбент имеет такое незначительное содержание метанола, что метанол, который вводят на этапе а) с помощью подкисленного потока жидкости, может быть почти полностью удален. Таким образом можно оптимально использовать рециркулирующие потоки и уменьшить подачу компонентов абсорбента для компенсации потерь.The reconstituted absorbent thus has such a low methanol content that the methanol which is introduced in step a) by means of the acidified liquid stream can be almost completely removed. In this way, the recycle streams can be optimally used and the supply of absorbent components can be reduced to compensate for losses.
Преимуществом удаления метанола из подкисленного потока жидкости является то что проблемы, возникающие при наличии метанола, могут уменьшаться на последующих этапах обработки.The advantage of removing methanol from an acidified liquid stream is that the problems associated with the presence of methanol can be reduced in subsequent processing steps.
Если последующее удаление воды осуществляют, например, как PSA или TSA, при которых в качестве твердого сушильного агента используют молярное сито, то необходимо использовать молярное сито 3А вместо молярного сита 4А, так как адсорбция воды не конкурирует с адсорбцией метанола. Благодаря этому также не адсорбируются другие компоненты, как H2S и этан. Это позволяет меньше использовать этап нейтрализации. Незначительное содержание метанола приводит к уменьшению коксования молярного сита при его восстановлении за счет повышения температуры.If the subsequent water removal is carried out, for example, as PSA or TSA, in which a molar sieve is used as a solid drying agent, then a 3A molar sieve must be used instead of a 4A molar sieve, since the adsorption of water does not compete with the adsorption of methanol. This also prevents other components such as H2S and ethane from being adsorbed. This allows less use of the neutralization step. A small content of methanol leads to a decrease in the coking of the molar sieve during its recovery by increasing the temperature.
Например, если гликолевая сушка является так называемой единицей TEG (TEG=триэтиленгликоль), присутствие метанола затрудняет регенерацию TEG. Эти недостатки также можно уменьшить с помощью способа или устройства согласно изобретению и их применения.For example, if glycol drying is the so-called TEG unit (TEG=triethylene glycol), the presence of methanol makes it difficult to regenerate the TEG. These disadvantages can also be reduced by the method or device according to the invention and their application.
В обоих случаях (PSA/TSA и гликолевая сушка) уменьшается утечка метанола через детали установки. Особенно предпочтительно отделенная при регенерации сушильного агента вода содержит меньше метанола, в результате чего, при необходимости, уменьшаются или полностью предотвращаются затраты по последующей переработке воды.In both cases (PSA/TSA and glycol drying) the leakage of methanol through plant parts is reduced. Particularly preferably, the water separated during the regeneration of the drying agent contains less methanol, as a result of which, if necessary, costs for the subsequent processing of water are reduced or completely avoided.
Примеры.Examples.
Изобретение подробно разъясняется с помощью следующих примеров.The invention is explained in detail with the help of the following examples.
Примеры основаны на расчетах, выполненных с помощью имитационной модели. Для описания фазового равновесия использовали модель Pitzer (K. S. Pitzer, Activity Coefficients in Electrolyte Solutions 2-е изд., CRC Press, 1991, Глава 3, Ion Interaction Approach: Theory). Имитация процессов абсорбции описана с помощью использования коэффициента массопередачи; подробности приведены в Asprion (Asprion, N.: None-quilibrium Rate-Based Simulation of Reactive Systems: Simulation Model, Heat Transfer, and Influence of Film Discretization, Ind. Eng. Chem. Res. (2006) 45(6), 2054-2069). Конструкция дистилляционной колонны или разделение воды и метанола в верхней части регенератора осуществляли с помощью термодинамической модели, основанной на использовании NRTL к описанию парожидкостного баланса водного метанола.The examples are based on calculations made with a simulation model. The Pitzer model (K. S. Pitzer, Activity Coefficients in Electrolyte Solutions 2nd ed., CRC Press, 1991, Chapter 3, Ion Interaction Approach: Theory) was used to describe phase equilibrium. Simulation of absorption processes is described using the mass transfer coefficient; for details, see Asprion (Asprion, N.: None-quilibrium Rate-Based Simulation of Reactive Systems: Simulation Model, Heat Transfer, and Influence of Film Discretization, Ind. Eng. Chem. Res. (2006) 45(6), 2054 -2069). The design of the distillation column or the separation of water and methanol at the top of the regenerator was carried out using a thermodynamic model based on the use of NRTL to describe the vapor-liquid balance of aqueous methanol.
Давление, указанное в данном документе, является абсолютным давлением.The pressure given in this document is an absolute pressure.
В данном документе нм3/ч означает объемный поток, указанный в нормальных кубических метрах в час. Нормальный кубический метр относится к температуре 273,15 K и давлению 1,01325 бар. Все сведения в единице об.% также относятся к этим условиям.In this document, nm 3 /h means the volumetric flow indicated in normal cubic meters per hour. The normal cubic meter refers to a temperature of 273.15 K and a pressure of 1.01325 bar. All information in the unit vol.% also applies to these conditions.
Для всех примеров используют следующие условия процесса.For all examples, the following process conditions are used.
Подаваемый газ: 0,2 об.% CO2, 520 об.ч./млн метанола, следы углеводорода (CH4, С2Н6) при температуре 26°С и давлении 63,5 бар.Feed gas: 0.2 vol% CO2, 520 vol. ppm methanol, trace hydrocarbons (CH4, C2H6) at 26°C and 63.5 bar.
Абсорбент: Раствор амина, состоящий из пиперазина и метил-диэтаноламина с общим содержанием амина 40 мас.%. На 1000 нм3/ч подаваемого газа используют 0,1 м3/ч восстановленного абсорбента. Восстановленный абсорбент имеет температуру 35°С.Absorbent: Amine solution consisting of piperazine and methyl diethanolamine with a total amine content of 40% by weight. For 1000 Nm 3 /h of gas supplied, 0.1 m 3 /h of regenerated absorbent is used. The recovered absorbent has a temperature of 35°C.
Абсорбционная колонна имеет в качестве встроенных элементов наполнитель с общей высотой засыпки 14 м.The absorption column has as built-in elements a filler with a total filling height of 14 m.
- 15 041769- 15 041769
В регенераторе для колонны регенерации также используют насадки с высотой засыпки 10 м. Регенератор работает при давлении 1,5 бар.The regenerator for the regeneration column also uses packings with a filling height of 10 m. The regenerator operates at a pressure of 1.5 bar.
Дистилляционная колонна работает при давлении 1,25 бар. При моделировании колонна моделируется с помощью 10 теоретических ступеней разделения. Подача находится на 6-й ступени, отсчитанной снизу.The distillation column is operated at a pressure of 1.25 bar. In the simulation, the column is modeled with 10 theoretical separation stages. The feed is in the 6th step, counted from the bottom.
Все примеры должны выполнять одинаковую задачу разделения, определенную в следующем.All examples must perform the same partitioning task, defined in the following.
Содержание метанола в подкисленном потоке жидкости (природном газе), полученном в верхней части абсорбера, не должно превышать значения 1 об.ч./млн.The methanol content of the acidified liquid stream (natural gas) obtained at the top of the absorber must not exceed 1 ppm v/v.
Содержание CO2 в подкисленном потоке жидкости (природном газе), полученном в верхней части абсорбера, не должно превышать значения 15 об.ч./млн.The CO 2 content of the acidified liquid stream (natural gas) obtained at the top of the absorber must not exceed 15 ppm v/v.
Метанол, восстановленный в верхней части при дистилляции метанола, должен иметь чистоту более 96 мас.%.The methanol recovered at the top from the methanol distillation must have a purity greater than 96% by weight.
Далее будет обсуждаться только разница в отношении этапа e) дистилляции, поскольку никаких существенных различий в отношении основных рабочих параметров на этапах а)-d) абсорбции, регенерации, конденсации и рециркуляции не возникает.In the following, only the difference in relation to the distillation step e) will be discussed, since no significant differences arise with respect to the main operating parameters in the absorption, regeneration, condensation and recirculation steps a) to d).
Пример 1.Example 1
Имитируют способ в установке в соответствии с фиг. 1. Способ включает абсорбционную колонну, расширительную емкость (испарительный резервуар высокого давления), регенератор с испарителем и верхний конденсатор. Поток жидкости (метанол+вода), конденсацию которого осуществляют в верхнем конденсаторе, подают через теплообменник в колонну, расположенную далее по ходу процесса. Здесь осуществляют сепарацию метанола (верхнего продукта) и воды (нижнего продукта) путем дистилляции. Нижний продукт подают обратно в верхнюю часть регенератора.Simulate the method in the plant according to FIG. 1. The method includes an absorption column, an expansion tank (high-pressure flash tank), a regenerator with an evaporator, and an overhead condenser. The liquid stream (methanol+water), which is condensed in the upper condenser, is fed through a heat exchanger to a downstream column. Here, methanol (upper product) and water (lower product) are separated by distillation. The bottom product is fed back to the top of the regenerator.
Коэффициент обратного потока v в дистилляционной колонне составляет 7,5. Степень регенерации метанола составляет 90% от количества метанола в потоке текучей среды, который подают на этап а).The reflux ratio v in the distillation column is 7.5. The degree of regeneration of methanol is 90% of the amount of methanol in the fluid stream that is fed to step a).
Пример 2.Example 2
Имитируют способ в установке в соответствии с фиг. 2. Форма выполнения в значительной степени соответствует примеру 1, за исключением того, что в регенератор была дополнительно включена секция обратной промывки с тремя тарелками.Simulate the method in the plant according to FIG. 2. The form of execution largely corresponds to example 1, except that the regenerator was additionally included in the backwash section with three trays.
Все остальные компоненты, а также условия процесса соответствуют примеру 1. При включении зоны обратной промывки в регенератор с одинаковой производительностью испарителя в регенераторе, а также с дистилляцией метанола, степень регенерации метанола также составляет 90%. Секция обратной промывки позволяет снизить содержание амина в конденсаторе регенератора и, следовательно, в секции дистилляции; кроме того, снижается количество аминов, растворенных в газе, и уменьшается возможный капельный унос через секцию обратной промывки.All other components, as well as the process conditions, correspond to example 1. When the backwash zone is included in the regenerator with the same evaporator capacity in the regenerator, as well as with methanol distillation, the degree of methanol regeneration is also 90%. The backwash section makes it possible to reduce the amine content in the regenerator condenser and therefore in the distillation section; in addition, the amount of amines dissolved in the gas is reduced and the possible droplet entrainment through the backwash section is reduced.
Сравнительный пример 1.Comparative example 1.
На основе патентной заявки RU2602908 осуществляли имитирование способа в соответствии с фиг. 3. Подлежащий очистке поток неочищенного газа идентичен двум подробно описанным выше примерам; кроме того, использовали устройство таких же размеров и испаритель такой же мощности (регенератор и этап дистилляции). Существенное отличие состоит в том, что воду, полученную в результате дистилляции метанола, возвращают непосредственно в верхнюю часть абсорбционной колонны, а не в верхнюю часть регенератора, как было описано ранее. При том же количестве тарелок и производительности испарителя в колонне для метанола в очищенном природном газе более невозможно достичь требуемого содержания метанола (<1 об.ч./млн) с использованием описанной формы выполнения. Остаточное содержание метанола составляет 27 об.ч./млн Другими словами, чтобы добиться такой же степени регенерации метанола, необходимо использовать дистилляционную колонну с большим количеством тарелок и/или большей производительностью испарителя.Based on the patent application RU2602908, the method according to FIG. 3. The raw gas stream to be treated is identical to the two examples detailed above; in addition, a device of the same dimensions and an evaporator of the same capacity (regenerator and distillation stage) were used. The significant difference is that the methanol distillation water is returned directly to the top of the absorption column rather than to the top of the regenerator as previously described. With the same number of trays and evaporator capacity in the methanol in purified natural gas column, it is no longer possible to achieve the required methanol content (<1 ppmv) using the described embodiment. The residual methanol content is 27 vpm In other words, to achieve the same degree of methanol recovery, it is necessary to use a distillation column with more trays and/or a higher evaporator capacity.
Claims (16)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP18176959.7 | 2018-06-11 | ||
EP18176963.9 | 2018-06-11 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EA041769B1 true EA041769B1 (en) | 2022-11-30 |
Family
ID=
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9937462B2 (en) | Aqueous absorbent composition for enhanced removal of hydrogen sulfide from gaseous mixtures and method for using the same | |
AU2006325350B2 (en) | Process for the recovery of carbon dioxide | |
US9468882B2 (en) | Aqueous alkanolamine composition and process for the removal of acid gases from gaseous mixtures | |
JP6300802B2 (en) | Method for separating acid gases from fluid streams containing water | |
DK181109B1 (en) | ||
AU2017217911B2 (en) | Method for separating C5-C8 hydrocarbons and acid gases from a fluid stream | |
EA041769B1 (en) | DEVICE AND METHOD FOR PRODUCING NEUTRALIZED FLUID FLOW | |
EA039492B1 (en) | Process for producing a deacidified fluid stream | |
OA18828A (en) | Method for separating C5-C8 hydrocarbons and acid gases from a fluid stream. |