PL83298B1 - Dehydrating natural gas - by solvent extraction with n-alkyl lactam which is recovered by solvent extraction[BE781189A1] - Google Patents

Dehydrating natural gas - by solvent extraction with n-alkyl lactam which is recovered by solvent extraction[BE781189A1] Download PDF

Info

Publication number
PL83298B1
PL83298B1 PL1972154246A PL15424672A PL83298B1 PL 83298 B1 PL83298 B1 PL 83298B1 PL 1972154246 A PL1972154246 A PL 1972154246A PL 15424672 A PL15424672 A PL 15424672A PL 83298 B1 PL83298 B1 PL 83298B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
gas
methylpyrrolidone
alkyl
lactam
alkyl lactam
Prior art date
Application number
PL1972154246A
Other languages
English (en)
Original Assignee
Gaf Corp 140 West 51St Street New York Ny (Eua)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gaf Corp 140 West 51St Street New York Ny (Eua) filed Critical Gaf Corp 140 West 51St Street New York Ny (Eua)
Publication of PL83298B1 publication Critical patent/PL83298B1/pl

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D207/00Heterocyclic compounds containing five-membered rings not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom
    • C07D207/02Heterocyclic compounds containing five-membered rings not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom with only hydrogen or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom
    • C07D207/18Heterocyclic compounds containing five-membered rings not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom with only hydrogen or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom having one double bond between ring members or between a ring member and a non-ring member
    • C07D207/22Heterocyclic compounds containing five-membered rings not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom with only hydrogen or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom having one double bond between ring members or between a ring member and a non-ring member with hetero atoms or with carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. ester or nitrile radicals, directly attached to ring carbon atoms
    • C07D207/24Oxygen or sulfur atoms
    • C07D207/262-Pyrrolidones
    • C07D207/2632-Pyrrolidones with only hydrogen atoms or radicals containing only hydrogen and carbon atoms directly attached to other ring carbon atoms
    • C07D207/2672-Pyrrolidones with only hydrogen atoms or radicals containing only hydrogen and carbon atoms directly attached to other ring carbon atoms with only hydrogen atoms or radicals containing only hydrogen and carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D1/00Evaporating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D1/00Evaporating
    • B01D1/14Evaporating with heated gases or vapours or liquids in contact with the liquid
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D17/00Separation of liquids, not provided for elsewhere, e.g. by thermal diffusion
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D17/00Separation of liquids, not provided for elsewhere, e.g. by thermal diffusion
    • B01D17/02Separation of non-miscible liquids
    • B01D17/0205Separation of non-miscible liquids by gas bubbles or moving solids
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D3/00Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/34Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping with one or more auxiliary substances
    • B01D3/343Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping with one or more auxiliary substances the substance being a gas
    • B01D3/346Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping with one or more auxiliary substances the substance being a gas the gas being used for removing vapours, e.g. transport gas
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/14Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
    • B01D53/1493Selection of liquid materials for use as absorbents
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/26Drying gases or vapours
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46Removing components of defined structure
    • B01D53/48Sulfur compounds
    • B01D53/50Sulfur oxides
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46Removing components of defined structure
    • B01D53/48Sulfur compounds
    • B01D53/50Sulfur oxides
    • B01D53/507Sulfur oxides by treating the gases with other liquids
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46Removing components of defined structure
    • B01D53/48Sulfur compounds
    • B01D53/52Hydrogen sulfide
    • B01D53/526Mixtures of hydrogen sulfide and carbon dioxide
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B17/00Sulfur; Compounds thereof
    • C01B17/48Sulfur dioxide; Sulfurous acid
    • C01B17/50Preparation of sulfur dioxide
    • C01B17/60Isolation of sulfur dioxide from gases
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/50Separation of hydrogen or hydrogen containing gases from gaseous mixtures, e.g. purification
    • C01B3/52Separation of hydrogen or hydrogen containing gases from gaseous mixtures, e.g. purification by contacting with liquids; Regeneration of used liquids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D201/00Preparation, separation, purification or stabilisation of unsubstituted lactams
    • C07D201/16Separation or purification
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L3/00Gaseous fuels; Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by subclass C10G, C10K; Liquefied petroleum gas
    • C10L3/06Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by C10G, C10K3/02 or C10K3/04
    • C10L3/10Working-up natural gas or synthetic natural gas
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/0415Purification by absorption in liquids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/0465Composition of the impurity
    • C01B2203/0495Composition of the impurity the impurity being water
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2300/00Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
    • C10G2300/10Feedstock materials
    • C10G2300/1025Natural gas
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02CCAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/40Capture or disposal of greenhouse gases of CO2
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/151Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions, e.g. CO2
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/10Greenhouse gas [GHG] capture, material saving, heat recovery or other energy efficient measures, e.g. motor control, characterised by manufacturing processes, e.g. for rolling metal or metal working

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Gas Separation By Absorption (AREA)
  • Pyrrole Compounds (AREA)
  • Treatment Of Liquids With Adsorbents In General (AREA)
  • Drying Of Gases (AREA)

Description

Uprawniony z patentu: GAF Corporation, Nowy Jork (Stany Zjednoczone Ameryki) Sposób odwadniania gazów i Przedmiotem wynalazku jest sposób odwadniania gazów z jednoczesnym odzyskiwaniem stosowanego jako rozpuszczalnik wody N-alkilolaktamu.Wiadomo, ze gazy w róznych etapach ich prze¬ robu i transportu zawieraja porwana lub domie¬ szana do nich pare wodna. Np. gaz ziemny wyply¬ wajacy z odwiertu, zawiera znaczne ilosci pary wodnej i ma czesto temperature rosienia o 5,5— 8,3°C nizsza od temperatury pokojowej. Powstaja problemy, gdy gaz ulegnie ochlodzeniu ponizej temperatury rosienia wskutek rozprezenia, przero¬ bu i/lub innych koniecznych operacji podczas ob¬ róbki i transportu gazu. Para wodna przechodzi w wode ciekla i/lub czesto w lód. Przejscie wody z fazy parowej do fazy cieklej lub stalej zmniejsza przekrój rurociagu i powoduje zatykanie czesci pracujacych, przeznaczonych do przeplywu gazu.Ponadto woda reaguje z niektórymi skladnikami gazu, tworzac z nimi stale hydraty, które maja tendencje do nakladania sie i zamrazania lub za¬ tykania przewezen, zaworów, sprezarek i innych urzadzen pracujacych w rurociagu lub w instalacji przerobowej.Znane sa sposoby odwadniania gazu oparte na chemicznej i fizycznej absorpcji wody przez ciecze i ciala stale. Jako staly absorbent do fizycznej ab¬ sorpcji wody stosuje sie zel krzemionkowy. Jako ciekle absorbenty wody z gazu opalowego najbar¬ dziej znane sa glikole, a zwlaszcza glikole dwu, trój i czteroetylenowe. 30 Niedogodnoscia stosowania zelu krzemionkowego jest to, ze wymaga on znacznych ilosci ciepla do regeneracji. Glikole natomiast na skutek ich lep¬ kosci maja niska wydajnosc z pólki i dlatego wy¬ magaja duzych wydatków energii zuzywanej do zachowania cyrkulacji i regeneracji znacznych ilosci tych lepkich cieczy, podczas odwadniania gazów.Wczesniej juz stwierdzono w procesach slodze¬ nia gazu, w których korzystnie stosuje sie jako rozpuszczalnik N-metylopirolidon, ze N-alkilolakta- my absorbuja wode ze znaczna wydajnoscia. Stwier¬ dzono, ze normalne straty tego rozpuszczalnika w instalacjach do slodzenia gazu pracujacych spo¬ sobem konwencjonalnym z wydajnoscia okolo 113.320 m3/h, powodowane porywaniem go przez strumien obrabianego gazu wynosza, zaleznie od temperatury prowadzenia procesu, 30—100 kg/h.W celu zmniejszenia tych strat do 1,4 • 10~4 kg/ /m3 • h, gazy opuszczajace znane urzadzenia do slo¬ dzenia poddaje sie przemywaniu woda, aby obni¬ zyc straty N-metylopirolidonu. Powoduje to w kon¬ sekwencji utrate efektu odwodnienia, gdyz gaz na¬ wadnia sie ponownie podczas odzysku N-metylopi¬ rolidonu. Strata 1,04 • 10~4 kg N-metylopirolido- nu/m3 • h w procesie slodzenia gazu choc znaczna, byla tolerowana. Strat tych mozna uniknac stosu¬ jac jako srodki odwadniajace dwu i trójetyleno- glikole.Sposób obnizania temperatury rosienia gazów 83 29883 298 3 na zawarta w str zostajacei-w^sta] * m udJujL iii ,S-*aTkilolaktamem, jest korzystny ze wzgledu na Tiiska cene glikoli.Celem wynalazku jest opracowanie sposobu od¬ wadniania gazu zapewniajacego zmniejszenie za¬ wartosci pary wodnej w gazie przy minimalnym zuzyciu energii i ciepla na regeneracje cieczy od¬ wadniajaoej, przebiegajacego w prostym ukladzie odzjfakiwania i regeneracji tej cieczy.Stwierdzono, ze obnizenie temperatury rosienia gazu o okolo 38,8—44,5°C osiaga sie w procesie odwodnienia, polegajacym na wtryskiwaniu cie¬ klych N-alkilolaktamów do plynacego strumienia wilgotnego gazu, zetknieciu cieklego N-alkilolakta- lnika i/lub fizycznego absor- stanu równowagi z para wod- ieniu gazu i gromadzeniu po- równowagi z woda mieszaniny ;awartej w nim wody. Osuszo- nastepnie dalszej obróbce, po¬ legajacej na wtryskiwaniu do niego cieklego absor- benta, bedacego rozpuszczalnikiem uzytego po¬ przednio laktamu i posiadajacego wyzsza od lak¬ tamu temperature wrzenia, w celu odzyskania laktamu, odparowanego i/lub porwanego przez strumien osuszonego gazu. Pozostajaca w stanie równowagi z woda mieszanine N-alkilolaktamu i ciek&- absorbent z zaabsorbowanym w nim N-al- kilolaktamem gromadzi sie osobno lub lacznie, usuwa z nich wode i inne zaabsorbowane substan¬ cje w celu zatezenia i zregenerowania N-alkilolak¬ tamu i cieklego absorbenta i zawraca sie je do procesu. Wode i inne zaabsorbowane substancje usuwa sie lub wykorzystuje w dogodny sposób.W sposobie wedlug wynalazku jako srodki od¬ wadniajace stosuje sie ciekle N-alkilolaktamy i N-alkilopirolidony podstawione nizszym rodnikiem alkilowym. Jako ciekly N-alkilolaktam zwlaszcza do obróbki gazu ziemnego i podobnych gazów opalowych zawierajacych weglowodory, korzystnie stosuje sie N-metylopirolidon. Stosuje sie jednak takze inne N-alkilolaktamy, takie jak N-metylo- piperydon i N-cykloheksylopirolidon.Wprowadzenie wydajnego stopnia odzyskiwania N-alkilolaktamu po wstepnym stopniu odwodnie¬ nia umozliwia niemal calkowite wyeliminowanie strat laktamu. Ponadto sposób wedlug wynalazku pozwala obnizyc koszt odwodnienia w porówna¬ niu z kosztami obecnie stosowanych sposobów, zwlaszcza zas koszty transportu, energii, budowy wiez, konstrukcji itp., dajac osuszony gaz o znacz¬ nie nizszej temperaturze rosienia.Zastosowanie jako srodków odwadniajacych N-alkilolaktamów pozwala obnizyc temperature ro¬ sienia gazu o okolo 44,5°C. Niewielkie ilosci lak¬ tamu, porwanego strumienia gazu, sa nastepnie absorbowane w stopniu wtórnej absorpcji wedlug wynalazku, do którego wprowadza sie strumien odwodnionego gazu i ciecz absorbujaca bedaca rozpuszczalnikiem laktamu, posiadajaca tempera¬ ture wrzenia wyzsza niz laktam.W sposobie wedlug wynalazku stosuje sie lak¬ tamy y i 8 aminokwasów, bedace pochodnymi kwasu maslowego, kwasu walerianowego i kwasu kaprylowego. Zwiazki takie sa cyklicznymi ami¬ dami kwasowymi. Sa one obojetne i dlatego dzia¬ laja jako rozpuszczajace absorbenty fizyczne wody, a ponadto absorbuja kwasne skladniki gazu ziem¬ nego takie jak siarkowodór i tlenosiarczek wegla.Zazwyczaj nizsze rodniki alkilowe zawieraja 1—7 5 f tomów wegla oraz rodniki cykloalkilowe takie jak N-cyklioheksyl. Sa one korzystniejsze jako N-al- kilo-podstawniki laktamów niz rodniki alkilowe o dluzszym lancuchu weglowym. W sposobie we¬ dlug wynalazku korzystnymi srodkami odwadnia¬ lo jacymi sa N-metylopirolidon, N-propylopirolidon, NHizopriOpylopirolidon, N-p-butylopirolidon, N-n- kisylcpirolidon, N-metylopiperydon, N-etylopdjpery- -butylcipiroMdon, N-n-heksylopirolidon, N-cyklohe- don, N-propylopiiperydom i N-izopropylopiiperydon. 15 Zgodnie z dalszym etapem procesu, prowadzone¬ go sposobem wedlug wynalazku, N-alkilolaktam porwany przez gaz ziemny usuwa sie ze strumie¬ nia gazu, za pomoca cieczy absorbujacej, która rozpuszcza N-alkilolaktam. Rozpuszczalnik absor- 2o bujacy powinien miec wyzsza temperature wrzenia niz srodek odwadniajacy. Pozadane jest, by róznica temperatur wrzenia, niezbedna dla latwego oddzie¬ lenia laktamu od absorbenta wynosila co najmniej 25°C, korzystnie 50°C. Jednak w aparatach desty- 25 lacyjnych o wlasciwej konstrukcji, dopuszcza sie róznice temperatur mniejsze niz 25°C.Chociaz korzystnie jest, aby zwiazek bedacy ab- sorbentem N-alkilolaktamu byl równiez srodkiem odwadniajacym, nie jest konieczne. Absorbent ko- 30 rzystnie powinien posiadac wlasciwosci fizycznego rozpuszczania cieklego N-alkilolaktamu tak, aby mieszaly sie one calkowicie ze soba, co umozliwia calkowita absorpcje maksymalnych ilosci N-alkilo¬ laktamu podstawionego nizszym alkilem, porwane- 35 go przez strumien gazu. Wsród rozpuszczalników, korzystnie stosuje sie dwu i trójetylenoglikole i N-alkilolaktamy. Stwierdzono, ze gdy wstepny srodek odwadniajacy stanowia niskowrzace lakta¬ my, zwlaszcza N-metylopirolidon, wówczas jego 4o korzystnym cieklym absorbentem w stopniu ab¬ sorpcji jest N-cykloheksylopirolidon.W zasadzie ze strumienia gazu przy pomocy N- -cykloheksylopirolidonu odzyskuje sie i zawraca do obiegu niemal caly porwany N-metylopirolidon. 45 Innymi odpowiednimi cieklymi absorbentami, spel¬ niajacymi powyzsze kryterium i stosowanymi do wydajnego odzyskiwania N-alkilolaktamów pod¬ stawionych nizszym alkilem sa: nitrobenzen, dwu- etylenoglikol, monbetery dwuetylenoglikolu, dwu- 50 etery dwuetylenoglikolu, ftalan dwubutylu, trój- chlorobenzen, butylokarbitole, 2-fenoksyetanol, trójetanoloamina, naftalen, acetamid, indol, chino¬ lina, gliceryna, l,2,3,4-czterowodoronaftol-2, ciekle polietylenoglikole o niskim ciezarze czasteczkowym, 55 dwumetyloetery polietylenoglikoli, dwualkiloetery glikoli i gliceryny ciekle w temperaturze ponizej 200°C, wlaczajac w to etery metylowe i etylowe propyloglikoli i polipropylenoglikoli, ciekle propy- lenoglikole i polipropylenoglikole, N-alkilo-bis-pi- 60 iidon, N-undecylopirolidon, N-tetradecylopLrolidon, N-heksadecylopirolidon, N-n-heksylopiperidom, N- lidon, N-undecylipirolidon, N-tetradecylopirolidon, N-heksadecylipirolidon, N-n-heksylopiperidon, N- -n-oktylopiperydon, N-izooktylopiperydon, N-n-de- 65 cylopiperydon, N-undecylopirolidon, N-dodecylopi-83 298 6 perydon, N-tetradecylopiperydon, N-heksadecylopi- perydon.W tabeli 1 podano stany równowagi dla róz¬ nych weglowodorów i kwasnych skladników gazu pod wysokim cisnieniem dla dwóch wybranych pi- rolidonów.Tabela 1 Warunki: cisnienie 56 kg/cm2, temperatura 26,7°C Wartosc K = Y/X Skladnik f gazu Metan Etan Propan 1 co2 H2S Bezwodny N-me- tylopiperydon-2 18,0 3,5 1,7 2,3 0,19 Bezwodny N-cy- kloheksylopiro- lidon-2 7,2 2,12 0,77 1,22 0,19 Oznaczenia: K = Y/X y = ulamek molowy w fazie gazowej x = ulamek molowy w równowaznej fazie cieklej.Straty metylopirolidonu podczas zastosowania sposobu wedlug wynalazku zmniejsza sie do 1—10% strat znanych dotychczas sposobów slodzenia gazu.Stopien absorpcji w sposobie wedlug wynalazku daje dodatkowy nieoczekiwany efekt, polegajacy na tym, ze powtórna obróbka gazu powoduje wy¬ ekstrahowanie dodatkowej ilosci wody unoszonej z parami N-metylopirolidonu tak, ze temperatura rosienia gazu, uchodzacego z drugiego stopnia ob¬ niza sie o dalsze 5,5°C. Korzystny proces odwad¬ niania gazu prowadzony sposobem wedlug wyna¬ lazku powoduje obnizenie temperatury rosienia gazu o 39—50°C przy minimalnych stratach mate¬ rialu, stosowanego do obróbki. Np. gazy o tempe¬ raturze 15,6—21,1°C, uchodzace z odwiertu, po przejsciu przez pierwszy stopien odwodnienia maja zazwyczaj obnizona temperature rosienia ponizej —23,3°C, a po pelnej obróbce sposobem wedlug wynalazku ich ostateczna temperatura rosienia spada ponizej —28,9°C. Gaz ziemny, o tak niskiej temperaturze rosienia nie stwarza trudnosci zwia¬ zanych z wymrazaniem lub tworzeniem z para wodna polaczen typu hydratów, w zwiazku z czym nie powoduje przeciazen rurociagu, zdarzajacych sie w przypadku gazów o temperaturze rosienia wyzszej niz 4,5°C.Inna korzyscia, wynikajaca z zastosowania do obróbki gazu sposobu wedlug wynalazku jest uproszczenie i zmniejszenie wymiarów wiez eks¬ trakcyjnych stosowanych w instalacji, w której przebiega proces. Mimo dwóch osobnych stopni wtryskiwania cieczy i dodatkowej sekcji ekstrakcji, w porównaniu z dotychczas stosowanymi w techni¬ ce instalacjami, w których uzywano jako pojedyn¬ czy rozpuszczalnik odwadniajacy glikole, dzieki zwiekszeniu wydajnosci z pólki przy uzyciu N-al- kilolaktamów, a zwlaszcza N-metylopirolidonu osiaga sie znaczne zmniejszenie nakladów inwesty¬ cyjnych na aparature. 10 15 20 25 30 40 60 Sposób wedlug wynalazku jest szczególowo wy¬ jasniony na rysunku, na którym fig. 1 przedsta¬ wia schemat instalacji odwadniajacej, w której jako material do wstepnej obróbki strumienia gazu stosuje sie N-alkilolaktam (odniesiony do jego ko¬ rzystnego rodzaju N-metylopirolidonu) a porwany N-metylopirolidon odzyskuje sie nastepnie ze strn- mienia gazu przez absorpcje w rozpuszczalniku (odniesionym do odpowiedniego rozpuszczalnika ja¬ kim jest trójetylenoglikol) w osobnym stopniu od¬ zyskiwania, po czym rozdziela sie obie substancje i zawraca do obiegu, a fig. 2 przedstawia schemat podobnej instalacji do stosowania sposobu wedlug wynalazku, w którym trójetylenoglikol po zaabsor¬ bowaniu w nim porwanego strumieniem £azu N-metylopirolidonu miesza sie z wstepnie nauffo- madzonym N-metylopirolidonem, przy czym sto¬ suje sie jednostopniowy uklad zbiorczy N-metyl&«- pirolidonu zmieszanego z trój etylenoglikolem. Mie¬ szanine nastepnie oczyszcza sie, usuwajac z niej wode po czym rozdziela sie absorbent i N-metylo¬ pirolidon, regeneruje sie je i zawraca do obiegu.W schemacie przedstawionym na fig. 1 strumien gazu poddaje sie obróbce N-metylopirolidonem w dwusekcyjnej kolumnie absorbcyjnej 10, w któ¬ rej zetkniecie gazu z N-metylopirolidonem naste¬ puje w sekcji wstepnej absorpcji 11, do której doprowadza sie strumien gazu poprzez zawór wlo¬ towy 13. N-metylopirolidon wprowadza sie do sek¬ cji absorpcji 11 poprzez rozpylacz 15 i po calko¬ witym i dokladnym zetknieciu przeplywajacego ku dolowi N-metylopirolidonu z przeplywajacym w przeciwpradzie ku górze strumieniem gazu gro¬ madzi sie powstala mieszanine N-metylopirolidoitu i zaabsorbowanej wody w dolnej czesci sekcji wstepnej absorpcji 11 w sekcji gromadzenia 16, Sekcja wstepnej absorpcji 11 zawiera wypelnienie lub szereg pólek dzwonowych, zapewniajacych calkowite i dokladne zetkniecie strumienia gazu z N-metylopirolidonem. Sekcje wstepnej absorpcji moze równiez stanowic wieza bez wypelnienia, do której gaz doprowadza sie w dolnej czesci a N-me¬ tylopirolidon rozpyla sie ku dolowi przez plynacy w góre gaz.W czasie zetkniecia N-metylopirolidonu ze stru¬ mieniem gazu niewielka jego ilosc zostaje porwana przez ten strumien, opuszczajac sekcje wstepnej absorpcji 11 poprzez pólke dzwonowa 20. Na pólce dzwonowej 20 temperatura rosienia gazu jest o oko¬ lo 44,5°C nizsza niz na wlocie. Strumien osuszone¬ go gazu z pólki dzwonowej 20 wplywa do sekcji wtórnej absorpcji 12 kolumny absorpcyjnej 10. Tu strumien gazu, zawierajacy porwany N-metylopi¬ rolidon, styka sie dokladnie z trójetylenoglikolem, wprowadzanym do sekcji wtórnej absorpcji 12 po¬ przez rozpylacz rozpuszczalnika 17. Sekcje wtórnej lub nie zawierajaca absorbeji 12 stanowi równiez wieza zawierajaca konwencjonalne pólki lub wy¬ pelnienie, stosowane zwykle do dokladnego zet¬ kniecia cieczy z gazem.Trójetylenoglikol, wprowadzony do sekcji roz¬ pylania 17, plynac w przeciwpradzie przez stru¬ mien gazu, zawierajacy porwany N-metylopiroli¬ don, absorbuje i usuwa w zasadzie caly N-metylo¬ pirolidon porwany przez ten strumien i gromadzi7 83 298 8 si^-'"na dnie sekcji wtórnej absorpcji 12 w sekcji gromadzenia rozpuszczalnika 18 powyzej pólki dzwonowej 20. Strumien gazu, z którego usunieto caly porwany N-metylopirolidon opuszcza kolumne absorbcyjna 10 poprzez zawór wylotowy gazu 14 i jest poddawany dalszej obróbce lub transporto¬ wany rurociagiem.N-metylopirolidon, zawierajacy wode usunieta ze strumienia gazu gromadzi sie na dnie sekcji Wstepnej absorpcji 11 w sekcji gromadzenia N-me¬ tylopirolidonu 16, skad przewodem 27 przepompo¬ wywany jest w miare potrzeby do jednostki odzy¬ skiwania energii i wymiennika ciepla 21 w celu zmniejszenia cisnienia i/lub wstepnego podgrzania, a stad do regeneratora N-metylopirolidonu 22. Re¬ generator N-metylopirolidonu 22 stanowi aparat destylacyjny lub inne podobne urzadzenie, w któ¬ rym nastepuje oddestylowanie zaabsorbowanych przez N-metylopirolidon wody i innych zanie¬ czyszczen przez ogrzanie grzejnikiem 25. Odpe¬ dzona wode i zanieczyszczenia odprowadza s'e z górnej czesci regeneratora 22 poprzez wlot 23.Kwasne skladniki gazu z górnej czesci regene¬ ratora, takie jak HzS, merkaptany i tlenochlorek wegla gromadzi sie i przerabia w celu zapobieze¬ nia zanieczyszczeniu powietrza. Zaabsorbowane weglowodory równiez wydziela sie i spala, uzy¬ skujac cieplo do prowadzenia procesu lub odzysku¬ je w postaci produktów cieklych. Wode odprowadza sie w postaci gazowej lub cieklej. Zregenerowany i oczyszczony N-metylopirolidon zgromadzony w zbiorniku 24 regeneratora 22 przesyla sie prze¬ wodami wtryskowymi N-metylopirolidonu 26 ewen¬ tualnie przez jednostke odzyskiwania mocy i wy¬ miennik ciepla 21 do sekcji rozpylania N-metylo¬ pirolidonu 15, gdzie zostaje powtórnie wprowadzony do obiegu na wierzcholku sekcji wstepnej absorpcji 11 do kolumny absorpcyjnej 10. W ewentualnie wlaczonej do instalacji jednostce odzyskiwania mo¬ cy i wymienniku ciepla 21 doprowadzona przewo¬ dem 27 mieszanina N-metylopirolidonu z woda sluzy do schlodzenia i/lub sprezenia oczyszczonego N-metylopirolidonu w przewodzie wtryskowym 26 w jego drodze do sekcji rozpylania 15.Trójetylenoglikol z zaabsorbowanym N-metylo- pirolidonem, zgromadzony w sekcji gromadzenia 18 przesyla sie przewodem 30 do odparowalnika trójetylenoglikolu 31, gdzie ogrzewa sie go grzejni¬ kiem 33 w celu odpedzenia z trójetylenoglikolu zaabsorbowanego N-metylopirolidonu. Destylat z sekcji 32, zawierajacy N-metylopirolidon, przesyla sie górnym przewodem 34 przez pompe par do przewodu 27, którym plynie mieszanina N-metylo¬ pirolidonu i wody. Oba przewody laczy sie w po¬ blizu wlotu do regeneratora 22, w którym oczyszcza sie tez czesc N-metylopirolidonu. Trójetylenoglikol po usunieciu w odparowalniku 31 N-metylopiroli¬ donu gromadzi sie w dolnej czesci odparowalnika w zbiorniku ociekowym 35, z którego doprowadza sie go przewodem 36 do sekcji rozpylania trójetyle¬ noglikolu 17 i wprowadza do sekcji wtórnej ab¬ sorpcji 19 wiezy absorpcyjnej 10.Fig. 2 przedstawia schemat procesu prostszy niz przedstawiony na fig. 1, w którym trójetylenoglikol gromadzi sie razem z N-metylopirolidonem stoso¬ wanym do odwodnienia strumienia gazu. Jest on oddzielany od N-metylopirolidonu jedynie w ilos¬ ciach koniecznych do zaabsorbowania N-metylo¬ pirolidonu unoszonego strumienia odwodnionego ga- 5 zu. Zmniejsza to znacznie ilosc przewodów. Przed¬ stawiony na fig. 2 proces mozna realizowac dzieki zdolnosci trójetylenoglikolu i N-metylopirolidonu do calkowitego i jednorodnego mieszania sie. Od¬ nosi sie to takze do innych ukladów z mieszajacym 10 sie cieklym absorbentem.Jak pokazano na fig. 2, strumien gazu poczatko¬ wo odwadnia sie przy uzyciu N-metylopirolidonu w kolumnie absorpcyjnej 50 w sekcji wstepnej ab¬ sorpcji 51. Tutaj strumien gazu, wprowadzany w 15 dolnej czesci kolumny przez wlot 53 przeplywa w przeciwpradzie do N-metylopirolidonu, wprowa¬ dzanego korzystnie przez rozpylacze 55 w górnej czesci sekcji wstepnej absorpcji 51. Sekcja ta wy¬ posazona jest w dowolne znane urzadzenia do wy- 20 dajnego stykania cieczy z gazami, takie jak wypel¬ nienie lub pólki dzwonowe. Strumien gazu zostaje niemal calkowicie wydajnie odwodniony przy po¬ mocy N-metylopirolidonu, który gromadzi sie na¬ stepnie na dnie kolumny 50 w zbiorniku 56. Gaz 25 plynie dalej ku górze, przechodzac z sekcji wstep¬ nej absorpcji 51 do sekcji absorpcji wtórnej 52, gdzie styka sie z trójetylenoglikolem. Trójetyleno¬ glikol wprowadza sie do kolumny 50 na wierzchol¬ ku sekcji wtórnej absorpcji 52 poprzez rozpylacz 30 trójetylenoglikolu 57 i splywa w dól w przeciw¬ pradzie do strumienia gazu. N-metylopirolidon porwany w strumieniu gazu zostaje zaabsorbowany w sekcji wtórnej absorpcji, co jest istota sposobu wedlug wynalazku. 35 Trójetylenoglikol, zawierajacy zaabsorbowany N- -metylopirolidon, plynie dalej ku dolowi w sekcji wstepnej absorpcji 51 w przeciwpradzie do stru¬ mienia gazu i gromadzi sie w zbiorniku 56, gdzie miesza sie z poprzednio nagromadzonym N-metylo- 40 pirolidonem i woda. Strumien gazu wprowadzony przez wlot 53, po przyplynieciu z dolnej czesci ko¬ lumny 50 i wyekstrahowaniu z niego wody i in¬ nych skladników rozpuszczalnych w N-metylopiro- lidonie w sekcji absorpcji 51 oraz usunieciu porwa- 45 nego N-metylopirolidonu i pozostalej wody w sek¬ cji wtórnej absorpcji 52 opuszcza kolumne 50 w jej górnej czesci wylotem 54 jako gaz odwodniony.Mieszanine N-metylopirolidonu, zaabsorbowanych w nim skladników gazu ziemnego, wody i innych so rozpuszczonych zanieczyszczen i absorbenta zgro¬ madzona w zbiorniku 56 odprowadza sie przewo¬ dem 59 do zainstalowanej w miare potrzeby jed¬ nostki odzyskiwania energii i/lub wymiennika cie¬ pla 61, gdzie zostaje ona rozprezona i ogrzana 55 a stad do zbiornika 62, skad czesc tej mieszaniny doprowadza sie przewodem 63 do odparowalnika trójetylenoglikolu 64. W odparowalniku 64 dzieki cieplu dostarczanemu przez grzejnik 65 oddestylo- wuje sie od wyzej wrzacego rozpuszczalnika —trój- 60 etylenoglikolu — nizej wrzacy N-metylopirolidon, wode i inne skladniki gazu ziemnego zaabsorbowa¬ ne w N-metylopirolidonie. Mieszanine N-metylopi¬ rolidonu, wody i kwasnych skladników w postaci cieczy lub pary odprowadza sie przewodem 66 do 65 regeneratora 68. Pozostala czesc trójetylenoglikolu83 298 9 10 z odparowalnika 64, uwolniona od nizej wrzacych zaabsorbowanych substancji spreza sie i odprowa¬ dza przewodem 67 na powrót do rozpylacza trój¬ etylenoglikolu 57 na wierzcholku kolumny absorp¬ cyjnej 50.Czesc mieszaniny, pozostala w zbiorniku 62 prze¬ pompowuje sie przewodem 60 ze zbiornika 62 do regeneratora 68. W regeneratorze 68 mieszanine ogrzewa sie grzejnikiem 71 do temperatury, w któ¬ rej zostaja oddestylowane i zaabsorbowane nizej wrzace zanieczyszczenia, takie jak H2S, CO2, COS i weglowodory, które usuwa sie przewodem 70. Po¬ zostalosc, oczyszczona w ten sposób, tzn. mieszanine N-metylopirolidonu i trójetylenoglikolu, przewodem 69 doprowadza sie do rozpylacza 55 w górnej czesci sekcji wstepnej absorpcji 51 kolumny absorpcyj¬ nej 50. Niewielka zawartosc trójetylenoglikolu w N-metylopirolidonie nie zmniejsza zdolnosci odwad¬ niajacej N-metylopirolidonu.Stosowane w opisie okreslenie „zanieczyszczenia" oznacza te substancje w strumieniu gazu, które sa przedmiotem wstepnej absorpcji w N-metylopiroli¬ donie. Nie oznacza ono zatem nic innego, jak sub¬ stancje, które usuwa sie razem z woda ze stru¬ mienia gazu przez absorpcje w N-metylopirolido¬ nie. Chociaz dzialanie instalacji opisano przy zasto¬ sowaniu N-metylopirolidonu i trójetylenoglikolu, jednak N-metylopirolidon mozna zastapic dowol¬ nym wczesniej opisanym cieklym N-alkilolaktamem a trójetylenoglikol — kazdym z wymienionych wczesniej absorbentów, spelniajacych wymagania odnosnie temperatury wrzenia. Mozna tez stosowac dwa lub wiecej mieszajace sie ze soba absorbenty, które wzajemnie mieszaja sie takze z N-alkilolak¬ tamem podstawionym nizszym alkilem.Uzywane w szerokim znaczeniu w niniejszym opisie okreslenie „rozpuszczalniki" i „absorbenty" oznacza zarówno fizyczny roztwór laktamu w roz¬ puszczalniku jak i mieszanine fizyczna dwóch sub¬ stancji calkowicie mieszajacych sie ze soba. Ko¬ niecznosc tak szerokiego okreslenia wynika stad, ze N-metylopirolidon i inne lzejsze laktamy nie tworza z wiekszoscia stosowanych w sposobie we¬ dlug wynalazku rozpuszczalników absorbujacych mieszanin azeotropowych i dlatego ich status jako absorbentów i/lub rozpuszczalników jest kwestia semantyki.W sposobie wedlug wynalazku stosuje sie dowol¬ ne znane skuteczne metody stykania odwadnianego gazu z N-alkilolaktamem podstawionym przy azocie nizszym alkilem, takie jak przetlaczanie strumienia gazu przez ciecz, rozpylanie cieczy w strumieniu gazu, stosowanie wiezy lub kolumn o przeplywie przeciwpradowym zarówno z konwencjonalnym wypelnieniem jak tez zaopatrzonych w pólki badz posiadajacych glowice rozpylajace do wprowadzania rozpuszczalnika na wierzcholku kolumny. Korzyst¬ nym ukladem jest wisza o przeplywie przeciwpra¬ dowym z okreslonym wypelnieniem lub zaopatrzona w pewna liczbe pólek, okreslona zdolnoscia przero¬ bu gazu ziemnego, lepkoscia nizszego alkilolakta- mu, pozadanym stopniem odwodnienia gazu ziem¬ nego oraz iloscia wody i skladników kwasnych, za¬ wartych w gazie.Zwiekszajac ilosc wydajnych pólek, mozna osia¬ gnac nawet wiekszy stopien odwodnienia niz wy¬ magany parametrami dla ekonomicznego przesyla^ nia gazu rurociagiem. W sposobie wedlug wyna¬ lazku mozna stosowac dowolna, równowazna me- 5 tode zetkniecia gazu z ciecza, pozwalajaca na ab¬ sorbowanie ciecza wilgoci z gazu. Podobnie w pro¬ cesie odwadniania do stykania gazów zawieraja¬ cych porwany nizszy N-alkilolaktam z jego roz¬ puszczalnikiem — absorbentem, mozna stosowac dowolny klasyczny sposób wydajnego kontaktowa¬ nia gazów i cieczy jak opisano wyzej. Poniewaz ilosc substancji, usuwanej ze strumienia gazu jest znacznie mniejsza, a stosunek jej ciezaru czastecz¬ kowego do ciezaru czasteczkowego skladników stru¬ mienia gazu jest niewspólmierny, w sekcji wtórnej absorpcji kolumny stosuje sie mniej pólek. Jak wspomniano wyzej, nizsze N-alkilolaktamy usuwa¬ ja z gazu ziemnego nie tylko wode, lecz takze za¬ leznie od stopnia kontaktu i nasycenia, wiele innych skladników, co jest dodatkowa korzyscia sposobu wedlug wynalazku.Rozpuszczalnymi w nizszych N-alkilolaktamach skladnikami gazu, usuwanymi podczas obróbki gazu sposobem wedlug wynalazku sa jego skladniki kwasne i weglowodory zawierajace 3—10 atomów wegla oraz weglowodory aromatyczne, których obecnosc w gazie w róznych ilosciach powodowana jest preznoscia ich par. Sa one absorbowane ze strumienia gazu. Podczas operacji rozprezania i re¬ generacji usuwa sie z nizszego N-alkilolaktamu wo¬ de, skladniki kwasne i weglowodory.Weglowodory usuwa sie razem z woda lub wy- sala z rozpuszczalnika dodatkiem wodnych roztwo¬ rów elektrolitów. Weglowodory te mozna nastepnie odzyskiwac i stanowia one wygodne zródlo paliwa w operacji destylacji lub wydziela sie je w postaci produktów cieklych.Destylacje w odparowalnikaeh i regeneratorach prowadzi sie pod cisnieniem atmosferycznym lub zmniejszonym. Dla ulatwienia rozdzielenia rozpusz¬ czalnik — absorbent powinien miec temperature wrzenia pod cisnieniem, w którym przebiega proces wyzsza od temperatury porowatego nizszego N-al¬ kilolaktamu. Pozadana róznica temperatury wrzenia wynosi 25°C a korzystnie 50°C. W urzadzeniach posiadajacych przyrzady do dokladnej regulacji cisnienia i temperatury w celu dobrego rozdzialu mozna jednak stosowac absorbenty o blizszej tem¬ peraturze wrzenia.Zarówno oddestylowany nizszy N-alkilolaktam jak i jego zatezony rozpuszczalnik — absorbent ko¬ rzystnie zawraca sie do glównego procesu, aby pel¬ nily swoje funkcje. Nizszy N-alkilolaktam odwad¬ nia gaz ziemny, a rozpuszczalnik usuwa z odwod¬ nionego strumienia gazu porwany nizszy N-alkilo¬ laktam.Korzystnie jest wprowadzac nizszy N-alkilolak¬ tam do strumienia gazu w sekcji wstepnej absorp¬ cji w postaci w zasadzie bezwodnej. Korzystnie jest tez, aby rozpuszczalnik absorbujacy wprowadzac do strumienia gazu w postaci w zasadzie bezwod¬ nej, poniewaz zwieksza to niekiedy zdolnosc ab¬ sorbowania nizszego N-alkilolaktamu, a takze za¬ pobiega ponownej absorpcji wilgoci przez strumien gazu z wilgotnego rozpuszczalnika — absorbenta. 15 20 25 30 35 40 45 50 55 6011 83 29$ 12 Ogólcie stwierdzono, ze ilosc rozpuszczalnika po- trzebna do absorpcji porwanego strumieniem gazu nizszego N-alkilolaktamu w operacji odwadniania gazu ziemnego zalezy od lepkosci rozpuszczalnika, wypelnienia wiezy i natezenia przeplywu gazu.W operacjach odwadniania gazu ziemnego natezenie przeplywu rozpuszczalnika uzytego do odzyskiwania odparowanych i porwanych strumieniem gazu lak¬ tamów waha sie od 1—10% natezenia przeplywu laktamu, zaleznie od temperatury, cisnienia i lep¬ kosci cieczy.Sposób wedlug wynalazku jest wyjasniony w po¬ nizszych przykladach wykonania.Przyklad I. W zakladzie wiertniczym do od¬ wadniania gazu naturalnego wykorzystuje sie in¬ stalacje, przedstawiona na fig. 1, w której przera¬ bia sie 113.320 m* gazu o cisnieniu 56 kg/cm2 i tem¬ peraturze 21,1—26,7°C dziennie, znacznie nasycone¬ go woda (6.08-10~4 — 6,4-10"4 kg/cm8). Gaz wpro¬ wadza sie do sekcji wstepnej absorpcji 11 kolumny 10 poprzez wlot 13. Kolumna posiada 8 pólek dzwo¬ nowych o wydajnosci teoretycznej 75%. Suchy nie¬ mal N-metylopirolidon (zawierajacy okolo l°/o wa¬ gowych wody) wtryskuje sie na wierzcholku sekcji wstepnej absorpcji 11 przez rozpylacz 15. Natezenie wtryskiwania oraz otrzymana dzieki temu tempe¬ rature rosienia i zawartosc wody w gazach ucho¬ dzacych z sekcji wtórnej absorpcji 12 podano w ta¬ beli 2.Tabela 2 I4trów N-mety- lopirolidonu/m8 • • 10~4 17,92 | 18,72 24„16 30,4 Obnizenie tempera¬ tury rosie¬ nia °C 31,1 31,1 37,7 41,6 Zawartosc wody w gazach ucho¬ dzacych kg/m8-10-5 9,9(2 10,40 6,24 4,64 Osuszony gaz, opuszczajacy sekcje wstepnej ab¬ sorpcji 12 unosi okolo 6,81—11,35 kg N-metylopiroli- donu dziennie. Trójetylenoglikol (TEG) wprowadza sie do osuszonego strumienia gazu w ilosci 1,3* 10~4 litra/m8, lub 5—10°/o ilosci N-metylopirolidonu-2 w obiegu. TEG wtryskuje sie na wierzcholku sekcji wtórnej absorpcji 12, która w celu zapewnienia do¬ brego zetkniecia w przeciwpradzie trójetylenogli- kolu ze strumieniem gazu, zawierajacym porwany N-metylopirolidon, wyposazona jest w 3 pólki dzwo¬ nowe.Strumien gazu, uchodzacy przez wylot 14 zawie¬ ra N-metylopirolidon w ilosci ponizej 0,454 kg/dzien.Straty calej instalacji wynosza ponizej 1,135—2,27 kg/dzien. Odparowalnik trójetylenoglikolu 31 przy¬ stosowany jest do destylacji pod zmniejszonym cis¬ nieniem w temperaturze 190,3—204,4°C. Regenerator 22 N-metylopirolidonu pracuje przy cisnieniu 1,35— 1,7 kg/cm2 i w temperaturze 148,9—176,7°C.Cala operacje porównano z wynikami pracy kon¬ wencjonalnej polowej instalacji odwadniajacej, w której stosuje sie trójetylenoglikol, wyposazonej w 8 pólek. Stwierdzono, ze dzieki nizszej lepkosci 10 15 25 20 40 55 60 65 i bardziej selektywnemu dzialaniu N-metylopiroli¬ donu jako rozpuszczalnika w porównaniu z trój' etylenoglikolem, ilosc N-metylopirolidonu potrzebna do takiej obróbki gazu, aby spelnial wymagania dla gazu handlowego nadajacego sie do przesylania rurociagiem (1,12•10"4 kg/m1) jest o polowe mniej¬ sza niz ilosc trójetylenoglikolu w konwencjonalnej instalacji odwadniajacej. Instalacja pracujaca spo¬ sobem wedlug wynalazku zuzywa o przeszlo polowe mniej paliwa i mocy niz urzadzenie konwencjo¬ nalne.Stwierdzono tez, ze N-metylopirolidon regeneruje si* znacznie latwiej i dzieki nizszej temperaturze wrzenia, lepkosci i ciezarowi czasteczkowemu, wy¬ maga w tym celu mniejszej ilosci ciepla, co takze zapewnia korzysci w postaci oszczednosci energii.Co wiecej, potrzebna energie otrzymuje sie z we¬ glowodorów, wyekstrahowanych w mieszaninie N- -metylopirolidonu i wody, odzyskanych z górnej czesci generatora. Stanowi to dalsza korzysc eko¬ nomiczna sposobu wedlug wynalazku.Przyklad II. W instalacji podobnej do uzywa¬ nej w przykladzie I, pracujacej z N-metylopirolido- nem jako wstepnym srodkiem odwadniajacym, N- -cykloheksylipirolidon-2, uzywany jako ciekly ab- sorbent porwanego N-metylopirolidonu zastapiono trójetylenoglikolem. N-cykloheksylopirolidon jest calkowicie równowazny trójetylenoglikolowi jako absorbent N-metylopirolidonu. Przejscie gazu przez rozpuszczalnik-absorbent, jakim jest N-cykloheksy¬ lopirolidon, bedacy jednoczesnie doskonalym srod¬ kiem odwadniajacym, powoduje obnizenie tempera¬ tury rosienia gazu o dalsze 2,58°C. Odparowalnik N-cykloheksylopirolidonu-2 pracuje w temperatu¬ rze 190,6—204,4°C pod srednio zmniejszonym cisnie¬ niem.Przyklad III. Gaz ziemny pod cisnieniem i o temperaturze jak w przykladzie I poddaje sie obróbce nastepujacymi N-alkilolaktanami: N-etylo- pirolidonem, N-p-butylopirolidonem, N-izopropylo- pirolidonem. Porwane N-alkilolaktamy absorbowa¬ no w N-cykloheksylopirolidonie, uzyskujac wydajne odwodnienie.Przyklad IV. Wilgotny gaz z odwiertu o tem¬ peraturze 26,7°C i pod cisnieniem 56 kg/cm2 wpro¬ wadza sie do instalacji odwadniajacej, przedsta¬ wionej na fig. 2. Gaz ziemny odwadnia sie najpierw za pomoca N-metylopirolidonu, wprowadzanego do sekcji wstepnej absorpcji 51 kolumny 50 przez roz¬ pylacz 55. N-metylopirolidon zawierajacy zaabsor¬ bowana wode gromadzi sie w dolnej sekcji 56 ko¬ lumny 50. N-metylopirolidon porwany w strumieniu gazu absorbuje sie nastepnie w trójetylenoglikolu, który wprowadza sie do górnej czesci sekcji wtór¬ nej absorpcji 52 przez rozpylacz 57. Trójetylenogli¬ kolowi, zawierajacemu zaabsorbowany N-metylo¬ pirolidon pozwala sie splywac przez sekcje wstep¬ nej absorpcji 51 do dolnej sekcji gromadzenia 56 kolumny 50, gdzie gromadzi sie go wspólnie z mie¬ szanina N-metylopirolidonu z woda.Mieszanine N-metylopirolidonu, trójetylenogliko¬ lu i wody wprowadza sie nastepnie do sekcji odpa¬ rowywania i regeneracji. Z chwila gdy raz urucho¬ mic instalacje, N-metylopirolidon zostaje zmieszany z czescia trójetylenoglikolu. Proporcja tych sub-13 83 298 14 itaticji w mieszaninie w czasie ciaglego procesu pozostaja w zasadzie stale. Przy takiej szybkosci •zasilania w N-metylopirolidon i trójetylenoglikol, aby uzyskac gaz ziemny o punkcie rosienia odpo¬ wiadajacym wymaganiom dla gazu przesylanego rurociagiem, osiaga sia ich wzajemny stosunek oko¬ lo 10:1. Obecnosc w N-metylopirolidonie trójetyle- noglikolu nie wplywa w widoczny sposób na wy¬ dajnosc odwadniania N-metylopirolidonem. Osiaga sie temperature rosienia równowazna jak w przy¬ kladzie I.Przyklad V. W procesie jak w przykladzie IV i w przyblizeniu o takiej samej wydajnosci trój- etylenoglikol zastepuje sie N-cykloheksylopirolido- nem. Nalezy zauwazyc, ze mieszanina N-metylopiro- lidonu z N-cykloheksylopirolidonem ma nizsza lep¬ kosc i wyzsza wydajnosc z pólki niz mieszanina N-metylopirolidonu i trój etylenoglikolu.Przyklad VI. W instalacji jak w przykladach I—IV, w której jako srodek odwadniajacy stosuje sie N-metylopirolidon, do absorpcji porwanego N- -metylopirolidonu uzywa sie nastepujace ciekle ab- sorbenty: trójetylenoglikol, mieszaniny trójetyleno¬ glikolu z trójetanoloamina w stosunku 1:1, glice¬ ryny, metoksypolietylenoglikolu (Circa 350). We wszystkich przypadkach kazdy z absorbentów usu¬ wa w zasadzie caly N-metylopirolidon, porwany strumieniem gazu.Przyklad VII. Gaz syntezowy przeznaczony do przesylania, otrzymany przez czesciowe utlenia¬ nie ciezkiej ropy naftowej lub olejów zawierajacy wodór pod wysokim cisnieniem do krakowania lub syntezy amoniaku, styka sie z ciecza w instalacji, której schemat przedstawiono na fig. 1. Gaz z ge¬ neratora o temperaturze 32,2°C i pod cisnieniem 75 kg/cm2 nasycony para wodna, w ilosci 70,4 kg/m8, wprowadza sie do kolumny absorbcyj- nej 10, gdzie odwadnia sie go i zmniejsza ilosc za¬ wartego w nim CO2 za pomoca N-metylopirolidonu w ten sam sposób jak w przykladzie I. Wszystek porwany N-metylopirolidon zostaje usuniety z gazu przez wymywanie N-cykloheksylopirolidonem. Na¬ sycony gaz syntezowy pod cisnieniem 75 kg/cm2 i o temperaturze 32,2°C wprowadza sie do instalacji w ilosci 2.833.000 m8/dzien i po przejsciu przez instalacje, gdzie ulega odwodnieniu i obróbce N- -metylopirolidonem ma sklad w % objetosciowych w warunkach normalnych podany w tabeli 3.Tabela 3 H2 co2 CO C1 N2 +Ar Tempera¬ tura rc- ! # sienia 1 Gaz zasilajacy 64,53 33,15 1,50 0,44 0,38 26,7°C Gaz po obróbce 96,44 0,10 2,24 0,59 0,63 —17,8°C N-metylopirolidon cyrkuluje z szybkoscia 42m3/ /min. a N-cykloheksylopirolidon w instalacji absor¬ bujacej —1,5—3,0 m8/min. Podczas odwadniania i usuwania CO2 w sekcji wstepnej absorpcji gaz po¬ rywa okolo 9,08^18,16 k^godz. N-metylopirolidonu.Po obróbce N-cykloheksylopirolidonem straty male¬ ja do 0,18—0,36 kg/godzine, straty N-cykloheksyli- pirolidonu sa nawet mniejsze. Regenerator i odpa- 5 rowalnik pracuja w temperaturze jak w przykla¬ dzie I.Przyklad VIII. Stosujac instalacje, przedsta¬ wiona na fig. 1, jednoczesnie slodzi sie i odwadnia gaz o cisnieniu 56 kg/cm2 i temperaturze 27,6°C, 10 nasycony para wodna i zawierajacy 0,23 g HzS/m** w celu doprowadzenia go do zgodnosci z normami dla gazu przesylanego rurociagiem, okreslajacym maksymalna zawartosc siarki na 8,8*10—2g/m8 i tem¬ perature rosienia na —17,8°C. Sekcja wstepnej 15 absorpcji wyposazona jest w 20 pólek, a N-metylo¬ pirolidon wprowadza sie z szybkoscia 19 litra/min. przy natezeniu przeplywu obrabianego gazu 2 8330 m8/dzien. W sekcji absorpcji wtórnej znaj¬ duje sie 5 pólek a trój etylenoglikol wprowadza sie 20 z szybkoscia 1,9 litra/min. W tych warunkach straty N-metylopirolidonu utrzymuja sie ponizej 1,6*10—5 kg/m8 obrabianego gazu. 25 PL PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób odwadniania gazów, z jednoczesnym odzyskiwaniem stosowanego jako rozpuszczalnik wody N-alkilolaktamu, znamienny tym, ze gaz za- 30 wierajacy wode styka sie z N-alkilolaktamem, gro¬ madzi sie N-alkilolaktam zawierajacy zaabsorbo¬ wana wode a osuszony gaz styka sie z cieklym absorbentem zawierajacym rozpuszczalnik, lub mieszanine rozpuszczalników N-alkilolaktamu o 35 temperaturze wrzenia wyzszej niz temperatura wrzenia N-alkilolaktamu w celu zaabsorbowania i usuniecia z gazu N-alkilolaktamu porwanego lub znajdujacego sie w gazie w postaci pary, gromadzi sie ciekly absorbent z rozpuszczonym w nim N- 40 -alkilolaktamem, a nastepnie regeneruje sie i za- teza zgromadzony N-alkilolaktam i ciekly absor¬ bent, zawracajac je do obiegu i odzyskuje sie od¬ wodniony gaz. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze 45 oczyszczaniu poddaje sie opalowy gaz lub synte¬ zowy. 3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze odwadniany gaz styka sie z cieklym N-alkilolakta¬ mem w przeplywie przeciwpradowym. 50 4. Sposób wedlug zastrz. 1 i 2, znamienny tym, ze ciekly absorbent N-alkilolaktamu styka sie z osuszonym gazem w przeplywie przeciwpradowym. 5. Sposób wedlug zastrz. 1—3, znamienny tym, ze jako N-alkilolaktam stosuje sie N-metylopiro- 55 lidon. 6. Sposób wedlug zastrz. 1—4, znamienny tym, ze jako ciekly absorbent stosuje sie trójetylenoglikol lub c^roetylonoglikol. 7. Sposób wedlug zastrz. 1—5, znamienny tym, 60 ze jako ciekly absorbent stosuje sie N-cyklohek¬ sylopirolidon. 8. Sposób wedlug zastrz. 1—6, znamienny tym, ze gromadzi sie razem N-alkilolaktam zawierajacy zaabsorbowana wode i ciekly absorbent zawiera- 65 jacy rozpuszczony w nim N-alkilolaktam.X5 83 298 16 9. Sposób wedlug zastrz. 1—7, znamienny tym, ze gaz zawierajacy wode styka sie N-alkilolakta- mem, zawierajacym do 20°/o cieklego absorbenta N-alkilolaktamu. 10. Sposób wedlug zastrz. 1—8, znamienny tym, ze odwadniany gaz styka sie z N-alkilolaktamem dzieki czemu oprócz odwodnienia gaz dodatkowo oczyszcza sie przez usuwanie z niego zanieczyszczen rozpuszczalnych w N-alkilolaktamie, takich jak skladniki kwasne gazu zawierajace siarke, dwu¬ tlenek wegla i porwane ciezkie weglowodory. 52-h 50-A 51 53 56' 54 57 Fig.
2. -55 ,66 -67 59 1 61' -63 64- e__EE*5 I W -62 r 70 t+" -" ^ -68 69 OZGraf. Lz. 1030 (125 egz.) Cena 10 zl PL PL
PL1972154246A 1971-03-25 1972-03-23 Dehydrating natural gas - by solvent extraction with n-alkyl lactam which is recovered by solvent extraction[BE781189A1] PL83298B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12794371A 1971-03-25 1971-03-25

Publications (1)

Publication Number Publication Date
PL83298B1 true PL83298B1 (en) 1975-12-31

Family

ID=22432773

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL1972154246A PL83298B1 (en) 1971-03-25 1972-03-23 Dehydrating natural gas - by solvent extraction with n-alkyl lactam which is recovered by solvent extraction[BE781189A1]

Country Status (12)

Country Link
AR (1) AR197870A1 (pl)
BE (1) BE781189A (pl)
BR (1) BR7201752D0 (pl)
CS (1) CS164209B2 (pl)
DD (1) DD96844A5 (pl)
ES (1) ES401100A1 (pl)
IL (1) IL39076A (pl)
IT (1) IT965767B (pl)
PL (1) PL83298B1 (pl)
RO (1) RO64379A (pl)
SE (1) SE376437B (pl)
ZA (1) ZA721993B (pl)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10286334B2 (en) 2014-05-30 2019-05-14 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Process for removing water and/or oxygen from organic liquid
US10807017B2 (en) * 2018-12-20 2020-10-20 Schlumberger Technology Corporation Heating flash-on-oil vapor section

Also Published As

Publication number Publication date
DD96844A5 (pl) 1973-04-12
RO64379A (fr) 1979-06-15
SE376437B (pl) 1975-05-26
IL39076A0 (en) 1972-06-28
AR197870A1 (es) 1974-05-15
ES401100A1 (es) 1975-02-16
IT965767B (it) 1974-02-11
CS164209B2 (pl) 1975-11-07
BR7201752D0 (pt) 1973-09-25
BE781189A (fr) 1972-07-17
IL39076A (en) 1975-02-10
ZA721993B (en) 1972-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1061083A (en) Simultaneous drying and sweetening of wellhead natural gas
US3745746A (en) Dehydration process
PL130823B1 (en) Method of selective separation of hydrogen sulfide from gaseous mixtures
US4080424A (en) Process for acid gas removal from gaseous mixtures
US4853012A (en) Process and device for deacidification of a gas containing H2 S and/or CO2 and mercaptans
AU2010355553B2 (en) Method and apparatus for the purification of carbon dioxide using liquide carbon dioxide
JPH0421521B2 (pl)
JPH02111414A (ja) ガスからco↓2および場合によってh↓2sを除去する方法
SA02220701B1 (ar) عملية لاجل ازالة حمضية deacidzing غاز بواسطة غسل washing الهيدروكربونات الممجوجة desorbed hydrocarbons عند اعادة توليد regeneration المذيب solvent
CA2872873C (en) Plant and process for treating methane-containing gas from natural sources
CA1178789A (en) Removal of condensable aliphatic hydrocarbons and acidic gases from natural gas
US4057403A (en) Gas treating process
CN105664671A (zh) 一种零碳排放工艺气净化方法及装置
NO20160962A1 (en) Method and apparatus for dehydration of a hydrocarbon gas
RU2536511C2 (ru) Способ и установка для удаления воды из природного газа или промышленных газов с использованием физических растворителей
SU1530091A3 (ru) Способ очистки газов, содержащих сероводород и диоксид серы, с получением элементарной серы
PL83298B1 (en) Dehydrating natural gas - by solvent extraction with n-alkyl lactam which is recovered by solvent extraction[BE781189A1]
RU2385180C1 (ru) Способ очистки углеводородных газов
KR101784046B1 (ko) 부타디엔 제조 공정 내 에너지 재활용 방법
RU2536513C2 (ru) Способ осушки природного газа путем совместного охлаждения растворителя и природного газа
RU2500460C1 (ru) Устройство для аминовой очистки газа и способ ее осуществления
RU2381823C1 (ru) Способ очистки газа от кислых компонентов и установка для его осуществления
PL83300B1 (en) N-alkyl lactam recovery - from sweetened,dehydrated natural gas[BE781190A1]
RU2788945C1 (ru) Устройство для аминовой очистки производственного газа и способ ее осуществления
RU2120587C1 (ru) Установка очистки сжиженных углеводородных газов от метанола