PL83300B1 - N-alkyl lactam recovery - from sweetened,dehydrated natural gas[BE781190A1] - Google Patents

N-alkyl lactam recovery - from sweetened,dehydrated natural gas[BE781190A1] Download PDF

Info

Publication number
PL83300B1
PL83300B1 PL1972154247A PL15424772A PL83300B1 PL 83300 B1 PL83300 B1 PL 83300B1 PL 1972154247 A PL1972154247 A PL 1972154247A PL 15424772 A PL15424772 A PL 15424772A PL 83300 B1 PL83300 B1 PL 83300B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
lactam
solvent
gas
methylpyrrolidone
liquid
Prior art date
Application number
PL1972154247A
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 PL83300B1 publication Critical patent/PL83300B1/pl

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D207/00—Heterocyclic compounds containing five-membered rings not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom
    • C07D207/02—Heterocyclic 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
    • C07D207/18—Heterocyclic 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
    • C07D207/22—Heterocyclic 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
    • C07D207/24—Oxygen or sulfur atoms
    • C07D207/26—2-Pyrrolidones
    • C07D207/263—2-Pyrrolidones with only hydrogen atoms or radicals containing only hydrogen and carbon atoms directly attached to other ring carbon atoms
    • C07D207/267—2-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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D1/00—Evaporating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D1/00—Evaporating
    • B01D1/14—Evaporating with heated gases or vapours or liquids in contact with the liquid
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D17/00—Separation of liquids, not provided for elsewhere, e.g. by thermal diffusion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D17/00—Separation of liquids, not provided for elsewhere, e.g. by thermal diffusion
    • B01D17/02—Separation of non-miscible liquids
    • B01D17/0205—Separation of non-miscible liquids by gas bubbles or moving solids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D3/00—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/34—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping with one or more auxiliary substances
    • B01D3/343—Distillation 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
    • B01D3/346—Distillation 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation 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
    • B01D53/14—Separation 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
    • B01D53/1493—Selection of liquid materials for use as absorbents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation 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
    • B01D53/26—Drying gases or vapours
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation 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
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/48—Sulfur compounds
    • B01D53/50—Sulfur oxides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation 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
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/48—Sulfur compounds
    • B01D53/50—Sulfur oxides
    • B01D53/507—Sulfur oxides by treating the gases with other liquids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation 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
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/48—Sulfur compounds
    • B01D53/52—Hydrogen sulfide
    • B01D53/526—Mixtures of hydrogen sulfide and carbon dioxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B17/00—Sulfur; Compounds thereof
    • C01B17/48—Sulfur dioxide; Sulfurous acid
    • C01B17/50—Preparation of sulfur dioxide
    • C01B17/60—Isolation of sulfur dioxide from gases
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/50—Separation of hydrogen or hydrogen containing gases from gaseous mixtures, e.g. purification
    • C01B3/52—Separation of hydrogen or hydrogen containing gases from gaseous mixtures, e.g. purification by contacting with liquids; Regeneration of used liquids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D201/00—Preparation, separation, purification or stabilisation of unsubstituted lactams
    • C07D201/16—Separation or purification
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS 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
    • C10L3/00—Gaseous fuels; Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by subclass C10G, C10K; Liquefied petroleum gas
    • C10L3/06—Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by C10G, C10K3/02 or C10K3/04
    • C10L3/10—Working-up natural gas or synthetic natural gas
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/0415—Purification by absorption in liquids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/0465—Composition of the impurity
    • C01B2203/0475—Composition of the impurity the impurity being carbon dioxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/0465—Composition of the impurity
    • C01B2203/048—Composition of the impurity the impurity being an organic compound
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/0465—Composition of the impurity
    • C01B2203/0485—Composition of the impurity the impurity being a sulfur compound
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/0465—Composition of the impurity
    • C01B2203/0495—Composition of the impurity the impurity being water
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING 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
    • C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
    • C10G2300/10—Feedstock materials
    • C10G2300/1025—Natural gas

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (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)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Gas Separation By Absorption (AREA)
  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
  • Extraction Or Liquid Replacement (AREA)
  • Pyrrole Compounds (AREA)

Description

Uprawniony z patentu: GAF Corporation, Nowy Jork (Stany Zjednoczone Ameryki) Sposób odzyskiwania N-alkilolaktamów odparowywanych i porywanych strumieniem gazu Przedmiotem wynalazku jest sposób odzyskiwania N-alkilolaktamów odparowywanych i porywanych strumieniem obrabianego nimi gazu, zwlaszcza ta¬ kich jak N-metylopirolidon.Znane sa szczególnie korzystne wlasnosci N-alki¬ lolaktamów jako rozpuszczalników stosowanych w przemysle, o szerokim zakresie zdolnosci rozpusz¬ czania i ich szerokie zastosowanie, dzieki tej zdol¬ nosci, do obróbki mieszanin gazów. N-alkilolakta- my stosuje sie do slodzenia gazu ziemnego i sztucz¬ nego gazu opalowego. Najkorzystniejazym ze zna¬ nych laktamów do operacji slodzenia gazu jest N-metylopirolidcn. Jego zastosowanie do slodzenia gazu ziemnego opisano w opisach patentowych Sta¬ nów Zjednoczonych Ameryki nr 3120992 i 3324627, podajacych sposób usuwania z gazu opalowego skladników kwasnych i zanieczyszczen, takich jak siarkowodór, dwutlenek wegla i tlenosiarczek we¬ gla.Ciekly N-metylopirolidon styka sie z plynacym gazem w kolumnie lub jest rozpylany w strumieniu gazu przez wtryskiwanie, absorbujac i rozpuszcza¬ jac kwasne zanieczyszczenia. Pewne jednak ilosci N-metylopirolidonu podczas tej operacji odparowu¬ ja lub tez zostaja porwane przez strumien oczysz¬ czonego gazu. Odparowanie ma miejsce takze w trakcie innych procesów, w których N-alkilolakta- my stykaja sie z plynacym gazem, takich jak wy¬ mywanie gazu wielkopiecowego.N-alkillaktamy, a zwlaszcza N-metylopirolidon 10 15 20 stosuje sie w wielu procesach obróbki gazu, w któ¬ rych moga one byc porywane strumieniem obrabia¬ nego gazu, zazwyczaj w postaci par laktamu lub drobnych czestek cieczy.Celem wynalazku jest nowy sposób odzyskiwa¬ nia N-alkilolaktamu porwanego przez obrabiany gaz, wykorzystujacy selektywna absorpcje w roz¬ puszczalniku i uczynienie tego procesu bardziej ekonomicznym.Cel ten osiagnieto, stykajac strumien gazu, za¬ wierajacy porwany N-alkilolaktam, z rozpuszczal¬ nikiem N-alkilolaktamu w postaci cieklej o tempe¬ raturze wrzenia wyzszej niz temperatura wrzenia odzyskiwanego N-alkilolaktamu. Po dokladnym zet¬ knieciu strumienia gazu, zawierajacego porwany laktam, z cieklym rozpuszczalnikiem, ten ostatni / usuwa i rozpuszcza niemal caly laktam zawarty * w gazie. Roztwór laktamu w rozpuszczalniku gro¬ madzi sie i usuwa ze strumienia gazu, a nastepnie oddziela sie N-alkilolaktam od cieklego rozpuszczal¬ nika, po czym zarówno odzyskany laktam jak i od¬ zyskany rozpuszczalnik zawracane sa kazdy odpo¬ wiednio do swojego obiegu.W sposobie wedlug wynalazku stosuje sie i odzy¬ skuje laktamy y i 6 aminokwasów, bedacych po¬ chodnymi kwasu maslowego, kwasu walerianowego i kwasu kaprylowego. Zwiazki takie sa cyklicznymi amidami kwasowymi. Sa one obojetnymi rozpusz¬ czalnikami i dzialaja jako rozpuszczajace absorben- ty fizyczne dla wody i pewnych kwasnych sklad- 83 3003 83 300 4 ników gazu ziemnego takich jak H2S, tlenosiarczek wegla i zwiazki aromatyczne. Grupy N-alkilowe laktamów korzystnie stanowia zazwyczaj nizsze rodniki alkilowe zawierajace 1—7 atomów wegla i rodniki cykloalkilowe takie jak N-cykloheksyl.Sa one korzystniejsze jako N-podstawniki laktamów niz rodniki alkilowe o dluzszym lancuchu weglo¬ wym. Sposobem wedlug wynalazku najkorzystniej odzyskuje sie takie laktamy jak N-metylopirolidon, N-propylopirolidon, N-izopropylopirolidon, N-p-bu- tylopirolidon, N-n-butylopirolidon, N-n-heksylopi- rolidon, N-cykloheksylopirolidon, N-metylopipery- don, N-etylopiperydon, N-ipropylopiperydon i N-izo- propylopiperydon.Najczesciej stosowanym laktamem w procesach slodzenia gazu, odwadniania i usuwania S02 jest N-metylopirolidon, a to ze wzgledu na jego wielka zdolnosc rozpuszczania zwiazków zawierajacych siarke, niska cene i dostepnosc.Stwierdzono, ze w znanych sposobach, w któ¬ rych jako selektywny srodek do slodzenia gazu ziemnego stosuje sie N-metylopirolidon w tempera¬ turze pokojowej i gdy nie prowadzi sie operacji od¬ zyskiwania, strumien gazu ziemnego pod cisnieniem 56 kg/cm2 w temperaturze 25°C porywa bezpowrot¬ nie 1,28.10-5—1,6.10-5 kg N-metylopirolidonu na m3 oczyszczonego gazu. Podobne straty N-metylopiro¬ lidonu wystepuja w przypadku stosowania go do odwadniania gazu ziemnego z odwiertów.Gdy N-metylopirolidon stosuje sie do usuwania dwutlenku siarki z gazu wielkopiecowego lub gazu z pieca Klausa, absorpcje prowadzi sie zazwyczaj w temperaturze do 60°C. Stwierdzono, ze wówczas straty N-metylopirolidonu wynosza okolo 27,19 kg na 453.000 kg oczyszczonego gazu, nawet przy od¬ zyskaniu powyzej 99% rozpuszczalnika, a na wie¬ kszych instalacjach oczyszczajacych odzyskuje sie niemal 1,8 tony siarki w ciagu godziny. W sposobie wedlug wynalazku jako rozpuszczalniki N-alkilo- laktamów podstawionych nizszym alkilem stosuje sie substancje o temperaturze wrzenia co najmniej o 25°C, a korzystnie co najmniej o 50°C wyzszej od temperatury wrzenia odzyskiwanego N-alkilolak- tamu. Korzystnymi rozpuszczalnikami sa trój i czte- roetylenoglikol oraz N-alkilopirolidony podstawione wyzszym alkilem, takie jak N-cykloheksylopiroli¬ don.Innymi rozpuszczalnikami, o zastosowaniu prze¬ myslowym, spelniajacymi powyzsze kryterium i sto¬ sowanymi do skutecznego odzyskiwania N-alkilo- laktamów podstawionych nizszym alkilem sa: ni¬ trobenzen, dwuetylenoglikol, monoetery dwuetyle- noglikolu, dwuestry dwuetylenoglikolu, ftalan dwu- butylu, trójchlorobenzen, butylokarbitole, 2-feno- ksyetanol, trójetanoloamina, naftalen, acetamid, in¬ dol, chinolina, olej mineralny, gliceryna, 1,2,3,4- -czterowodoronaftol-2, ciekla polietylenoglikole o niskim ciezarze czasteczkowym, dwumetyloetery polietylenoglikol, dwualkiloetery glikolu i gliceryny ciekle w temperaturze ponizej 200°C, wlaczajac w to etery metylowe i etylowe propyloglikolu i glikoli polipropylenowych, ciekle propylenoglikole i poli- propylenoglikole, N-alkilobispirolidony, 1-6-bis-N- -pirolidyloheksametylen, N-n-oktylopirolidon, 1-3- -N-pirolidylobutan, N-n-decylopirolidon, N-undecy- lopirolidon, N-dodecylopirolidon, N-tetradecylopiro- lidon, N-heksadecylopirolidon-N-n-heksylopiperi- don, N-n-oktylopiperidon, N-izooktylopiperidon, N- -n-decylopiperidon, N-undecylopiperidon, N-dodecy- 5 lopiperidon, N-tetradecylopiperidon, N-heksadecy- lopiperidan.W tabeli 1 pokazano stan równowagi dla róznych weglowodorów i kwasnych skladników gazu pod wysokim cisnieniem dla dwóch wybranych piroli- donów.Tabela 1 Warunki: cisnienie 56 kg/cm2, temperatura 26,7°C Wartosc K=Y/X Skladnik gazu Metan Etan Propan 1 co2 H2S Bezwodny N-me- tylopirolidon-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 K = y/x y — ulamek molowy w fazie gazowej x — ulamek molowy w równowaznej fazie cieklej.Uzywane w niniejszym opisie okreslenie „roz¬ puszczalnik" oznacza zarówno fizyczny roztwór lak¬ tamu w rozpuszczalniku jak i mieszanine fizyczna dwóch substancji calkowicie mieszajacych sie ze soba. Koniecznosc tak szerokiego okreslenia wynika stad, ze N-metylopirolidon i inne lzejsze laktamy nie tworza z wiekszoscia stosowanych w sposobie wedlug wynalazku „rozpuszczalników" mieszanin azeotropowych i dlatego ich status jako adsorben¬ tów i/lub rozpuszczalników jest kwestia semantyki.W sposobie wedlug wynalazku stosuje sie dowol¬ ne znane skuteczne metody stykania gazu, zawiera¬ jacego porwany N-alkilolaktam z cieklym rozpusz- czalnikiem/absorbentem, takie jak przetlaczanie stru¬ mienia gazu przez ciecz, rozpylanie cieczy w stru¬ mieniu gazu itp. Stosuje sie wieze lub kolumny o przeplywie przeciwpradowym zarówno z konwen¬ cjonalnym wypelnieniem lub zaopatrzonych w pólki, badz posiadajacych glowice rozpylajace do wprowa¬ dzania rozpuszczalnika na wierzcholku niewypelnio¬ nej kolumny. Korzystnym ukladem jest wieza o przeplywie przeciwpradowym z okreslonym wypel¬ nieniem lub zaopatrzona w pewna liczbe pólek, przy czym lekkosc rozpuszczalnika w temperaturze pracy wiezy i objetosc strumienia gazu jest odpowiednio dobrana.Strumien gazu po usunieciu z niego porwanych par laktamu jest wypuszczany lub przesylany do dalszej obróbki lub, w przypadku gazu opalowego, do transportu. Gaz wielkopiecowy mozna oczywiscie wypuszczac w powietrze, poniewaz zostal on oczy¬ szczony przez wstepna obróbke N-alkilolaktamem, korzystnie N-metylopirolidonem, ze szkodliwego S02 i niespalonych ciezkich weglowodorów, gdyz N-metylopirolidon jest skutecznym rozpuszczalni¬ kiem zarówno niespalonych weglowodorów jak i SQ2. 10 25 30 35 40 45 50 55 6083 300 5 6 Ciekly N-alkilolaktam, stosowany do wstepnej obróbki absorbcyjnej strumienia gazu takiej jak slodzenie, absorpcja SOz lub odwadnianie, gromadzi sie na dnie urzadzenia do wstepnej absorpcji lub kolumny. Nastepnie ogrzewajac roztwór usuwa sie z laktamu zaabsorbowane w nim substancje, takie jak H2S i S02. W celu usuwania zaabsorbowanej wody nalezy roztwór destylowac lub odparowywac pod cisnieniem normalnym lub zmniejszonym.Ciezsze zaabsorbowane weglowodory usuwa sie z laktamu na drodze destylacji lub wysalania do¬ datkiem nasyconego roztworu wodnego elektrolitu.Odzyskane weglowodory stanowia wygodne zródlo paliwa w operacjach destylacji.Roztwór laktamu porwanego strumieniem gazu w rozpuszczalniku absorbujacym gromadzi sie w znany sposób na dnie wiezy, w pólkach dzwono¬ wych lub w lapaczach cieczy umieszczonych wzdluz przewodu przesylania gazu. Zgromadzony roztwór doprowadza sie do urzadzenia rozdzielajacego, w którym zaabsorbowany i rozpuszczony laktam od¬ dziela sie od rozpuszczalnika/absorbenta.Nagromadzony rozpuszczalnik, zawierajacy lak¬ tam, zageszcza sie nastepnie, korzystnie na drodze destylacji i usuwa sie z niego N-alkilolaktam. De¬ stylacje prowadzi sie pod cisnieniem atmosferycz¬ nym badz zmniejszonym. Aby ulatwic rozdzielanie, rozpuszczalnik powinien miec temperature wrzenia co najmniej o 25°C wyzsza od temperatury wrzenia unoszonego przez strumien gazu laktamu. Prowa¬ dzac destylacje pod zmniejszonym cisnieniem moz¬ na stosowac blizej wrzace rozpuszczalniki, gdyz wówczas preznosc par rozpuszczalnika w tempera¬ turze destylacji N-alkilolaktamu jest niska. Do rozdzielania tak bliskowrzacych skladników ko¬ nieczne sa oczywiscie specjalne kolumny rektyfika¬ cyjne. Zarówno odpedzony laktam jak i zatezony rozpuszczalnik zawraca sie ponownie do obiegu glównego procesu.W celu absorpcji laktamu, rozpuszczalnik wpro¬ wadza sie do strumienia gazu korzystnie w postaci bezwodnej, poniewaz zwieksza to niekiedy jego zdolnosci absorbowania i rozpuszczania laktamu oraz znacznie zmniejsza trudnosci zwiazane z desty¬ lacja podczas regenerowania i odzyskiwania roz¬ puszczalnika i laktamu. Dopuszcza sie jednak za¬ wartosc wody w rozpuszczalniku do 3% wagowych, gdyz nie obniza to zbytnio zdolnosci rozpuszczal¬ nika do absorbowania unoszonego w strumieniu gazu laktamu. Polietylenoglikole i N-alkilolaktamy podstawione wyzszym alkilem stosuje sie nawet z wieksza zawartoscia wody. Korzystne jest jednak zmniejszenie zawartosci wody w rozpuszczalniku ze wzgledów ekonomicznych, zwlaszcza gdy wstep¬ nie gaz odwadnia sie.Ogólnie stwierdzono, ze ilosc rozpuszczalnika uzy¬ wana do absorpcji porwanego strumienia gazu lak¬ tamu zalezy od lepkosci rozpuszczalnika, wypelnie¬ nia wiezy i natezenia przeplywu gazu. W opera¬ cjach odwodnienia gazu ziemnego natezenie prze¬ plywu rozpuszczalnika uzytego do odzyskiwania odparowanego i porwanego strumienia gazu lakta¬ mu waha sie od 1—10% natezenia przeplywu lakta¬ mu, zaleznie od temperatury, cisnienia i lepkosci cieczy.Sposób wedlug wynalazku, jest szczególowo wy-f jasniony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat instalacji do obróbki gazu przy uzyciu N- -alkilolaktamu podstawionego nizszym alkilem, w 5 której niemal caly laktam porwany przez strumien gazu odzyskuje sie przy pomocy rozpuszczalnika laktamu w osobnych stopniach odzyskiwania, a fig. 2 przedstawia schemat podobnej instalacji do sto¬ sowania sposobu wedlug wynalazku, w której roz¬ puszczalnik odzyskany po zaabsorbowaniu unoszo¬ nego przez strumien gazu laktamu miesza sie z wstepnie nagromadzonym laktamem i w którym do gromadzenia zarówno laktamu jak i jego roz¬ puszczalnika stosuje sie jeden uklad zbiorczy. Lak¬ tam i rozpuszczalnik regeneruje sie i po usunieciu poczatkowych zanieczyszczen zawraca sie do obiegu.W schemacie przedstawionym na fig. 1 strumien gazu poddaje sie obróbce laktamem w dwusekcyj- nej kolumnie absorpcyjnej 10, w której zetkniecie gazu z laktamem nastepuje w sekcji wstepnej ab¬ sorpcji 11, do której doprowadza sie strumien gazu poprzez zawór wlotowy 13. Laktam wprowadza sie do sekcji obsorpcji 11 poprzez rozpylacz 15 i po calkowitym i dokladnym zetknieciu przeplywajace¬ go ku dolowi laktamu z przeplywajacym w prze- ciwpradzie ku górze strumieniem gazu gromadzi sie go w dolnej czesci sekcji wstepnej absorpcji 11 w sekcji gromadzenia laktamu 16.Sekcja wstepnej absorpcji 11 zawiera wypelnie¬ nie lub szereg pólek dzwonowych, zapewniajacych calkowite i dokladne zetkniecie strumienia gazu z laktamem. Wybór sposobu i srodka ulatwiaja¬ cego to zetkniecie zalezy od lepkosci laktamu, na*- tezenia przeplywu gazu i rodzaju substancji absor¬ bowanej przez laktam. W czasie zetkniecia lakta¬ mu ze strumieniem gazu niewielka jego ilosc zostaje porwana przez ten strumien, opuszczajac sekcje wstepnej absorpcji 11 poprzez pólke dzwonowa 20.Strumien gazu z pólki dzwonowej 20 wplywa do sekcji wtórnej absorpcji 12 kolumny absorpcyjnej 10. Tu strumien gazu, zawierajacy porwany laktam, styka sie dokladnie z rozpuszczalnikiem, wprowa¬ dzonym do sekcji wtórnej absorpcji 12 poprzez roz¬ pylacz rozpuszczalnika 17. Sekcje wtórnej absorpcji 12 stanowi równiez wieza zawierajaca konwencjo¬ nalne pólki lub wypelnienie, stosowane zwykle do dokladnego zetkniecia cieczy z gazem.Rozpuszczalnik, wprowadzony do sekcji rozpyla¬ nia 17, plynac w przeciwpradzie przez strumien gazu, zawierajacy porwany laktam, absorbuje i usu¬ wa w zasadzie caly laktam porwany przez ten strumien i gromadzi sie na dnie sekcji wtórnej* absorpcji 12 w sekcji gromadzenia rozpuszczalnika 18 powyzej pólki dzwonowej 20. Strumien gazu, z którego usunieto caly laktam, opuszcza kolumne absorpcyjna 10 poprzez zawór wylotowy gazu 14 i jest wypuszczany w powietrze, przesylany do dal¬ szej obróbki lub transportowany rurociagiem.Laktam, zawierajacy substancje zaabsorbowane ze strumienia gazu gromadzi sie na dnie sekcji wstepnej absorpcji 11 w sekcji gromadzenia lakta¬ mu 16, skad przewodem 27 doprowadzany jest do jednostki odzyskiwania energii i wymiennika ciepla 21 w celu zmniejszenia w miare potrzeby cisnienia i ogrzania, a stad do regeneratora laktamu 22, Ile-; 15 20 25 30 35 40 45 50 55 607 83 303 8 generator laktamu 22 stanowi urzadzenie do desty¬ lacji rzutowej, aparat destylacyjny lub inne po¬ dobne urzadzenie, w którym nastepuje uwolnienie zaabsorbowanych przez laktam zanieczyszczen po¬ przez zwykle ogrzewanie w przypadku zaabsorbo¬ wanych gazów takich jak: H2S lub S02 lub bar¬ dziej skomplikowane operacje destylacja, gdy za¬ absorbowanymi skladnikami sa ciezkie weglowodo¬ ry lub woda.Wprowadzony do regeneratora 22 laktam ogrzewa sie grzejnikiem 25 a odparowane rzutowo lub od¬ destylowane zanieczyszczenia odprowadza sie z re¬ generatora 22 poprzez wylot 23. Oczyszczony lak¬ tam zbiera sie w zbiorniku sciekowym 24, skad odprowadza sie go przewodem inzaktora laktamu 26 poprzez jednostke odzyskiwania energii i wy¬ miennik ciepla 21 do sekcji rozpylania laktamu 15 na wierzcholku sekcji wstepnej absorpcji 11 ko¬ lumny 10. Laktam, doprowadzony do jednostki wy¬ miany energii i wymiennika ciepla 21 przewodem 27 i zawierajacy zaabsorbowane zanieczyszczenia, wykorzystuje sie do schladzania i sprezenia oczysz¬ czonego laktamu, doprowadzanego tam przewodem inzektora laktamu 26 w drodze do sekcji rozpyla¬ nia laktamu 15.Rozpuszczalnik z zaabsorbowanym laktamem, gromadzacy sie w sekcji gromadzenia rozpuszczal¬ nika 18 odprowadza sie przewodem 30 do odparo¬ walnika rozpuszczalnika 31, gdzie rozpuszczalnik zawierajacy zaabsorbowany laktam ogrzewa sie grzejnikiem 33 w celu oddestylowania laktamu, który kondensuje sie i gromadzi w sekcji skrapla¬ nia laktamu 32, skad przewodem 34 doprowadza sie go do przewodu 27, laczacego sie z przewodem 34 w poblizu wlotu do regeneratora laktamu 22, gdzie ta czesc laktamu zostaje równiez oczyszczona. Roz¬ puszczalnik, po usunieciu z niego w odparowalniku 31 laktamu, gromadzi sie w jego dolnej czesci, two¬ rzacej sciekowy zbiornik rozpuszczalnika 35 i stad przewodem 36 doprowadza sie go do sekcji rozpyla¬ nia rozpuszczalnika 17, zawracajac do sekcji wtór¬ nej absorpcji 19 kolumny 10.Fig. 2 przedstawia schemat procesu oczyszczania prostszy niz przedstawiony na fig. 13 w którym roz¬ puszczalnik porwanego laktamu gromadzi sie razem z laktamem stosowanym do wstepnego oczyszczania strumienia gazu. Jest on oddzielany od laktamu jedynie w ilosciach koniecznych dla wychwycenia laktamu unoszonego strumieniem oczyszczanego ga¬ zu. Zmniejsza to znacznie ilosc przewodów. Przed¬ stawiony na fig. 2 proces mozna zrealizowac dzieki zdolnosci rozpuszczalnika i laktamu do calkowitego i jednorodnego mieszania sie.Jak pokazano na fig. 2, strumien gazu poczat¬ kowo ekstrahuje sie laktamem w kolumnie absor¬ pcyjnej 50 w sekcji wstepnej absorpcji 51. Tutaj strumien gazu, wprowadzany w dolnej czesci ko¬ lumny przez wlot 53 przeplywa w przeciwpradzie do laktamu, wprowadzanego korzystnie przez roz¬ pylacze 55 w górnej czesci sekcji wstepnej absorp¬ cji 51. Sekcja ta wyposazona jest w dowolne znane urzadzenia do wydajnego stykania sie cieczy z ga¬ zami, takie jak wypelnienie i pólki dzwonowe (nie pokazane). Strumien gazu zostaje calkowicie i wy¬ dajnie wyekstrahowany z zadanych skladników dzieki zdolnosci absorpcyjnej laktamu, który gro¬ madzi sie nastepnie na dnie kolumny 50 w zbior¬ niku 56. Gaz plynie dalej ku górze, przechodzac z sekcji wstepnej absorpcji do sekcji absorpcji 5 wtórnej, gdzie styka sie z rozpuszczalnikiem lakta¬ mu. Rozpuszczalnik wprowadza sie do kolumny 50 na wierzcholku sekcji wtórnej absorpcji 52 poprzez rozpylacz rozpuszczalnika 57 i splywa w dól w przeciwpradzie do strumienia gazu. Caly laktam, 10 porwany w istrumieniu gazu w czasie jego przejscia przez sekcje wstepnej absorpcji 51 zostaje wyeks¬ trahowany plynacym w dól rozpuszczalnikiem, co jest istota sposobu wedlug wynalazku.Rozpuszczalnik, zawierajacy zaabsorbowany lak- 15 tam, plynie dalej ku dolowi w sekcji wstepnej absorpcji 51 w przeciwpradzie do strumienia gazu i gromadzi sie w zbiorniku 56, gdzie miesza sie z poprzednio nagromadzonym laktamem. Strumien gazu, wprowadzony przez wlot 53, po przeplynieciu 20 z dolnej czesci kolumny 50 i wyekstrahowaniu z niego zanieczyszczen w sekcji absorpcji 51 oraz usunieciu porwanego laktamu w sekcji wtórnej absorpcji 52 opuszcza kolumne 50 w jej górnej czesci wylotem 54. 25 Mieszanine laktamu, zaabsorbowanych w nim zanieczyszczen i rozpuszczalnika, zgromadzona w zbiorniku 56 odprowadza sie przewodem 59 do zainstalowanej w miare potrzeby jednostki odzyski¬ wania energii i/lub wymiennika ciepla, a stad do 30 zbiornika 62. Czesc tej mieszaniny doprowadza sie przewodem 63 do odparowalnika 64. W odparowal¬ niku 64 dzieki cieplu dostarczanemu przez grzejnik 65 oddestylowuje sie od wyzej wrzacego rozpusz¬ czalnika nizej wrzacy laktam i zaabsorbowane w 35 nim zanieczyszczenia. Mieszanine laktamu i zanie¬ czyszczen w postaci cieczy lub pary odprowadza sie przewodem 66 do regeneratora 68. Pozostala czesc rozpuszczalnika z odparowalnika 64, uwolnio¬ na od nizej wrzacych zaabsorbowanych substancji 40 odprowadza sie przewodem 67 na powrót do rozpy¬ lacza rozpuszczalnika 57 na wierzcholku kolumny absorpcyjnej 50.Dodatkowy przewód 60 laczy zbiornik 62 z rege¬ neratorem 68, doprowadzajac do niego pozostala 45 czesc laktamu i rozpuszczalnika. Zawartosc regene¬ ratora 68 ogrzewa sie grzejnikiem 71 do temperatu¬ ry, w której z mieszaniny rozpuszczalnik/laktam odpedzone zostaja wszystkie nizej wrzace zanieczy¬ szczenia zaabsorbowane przez laktamy, takie jak 50 H-jS, COz, COS, S02, aromatyczne i ciezkie weglo¬ wodory oraz woda. Oczyszczona mieszanine rozpusz¬ czalnika i laktamu przewodem 62 doprowadza sie do rozpylacza 55 w górnej czesci sekcji wstepnej absorpcji 51 kolumny absorpcyjnej 50. Odpedzone 55 zanieczyszczenia usuwa sie z ukladu przewodem 70.Niewielka zawartosc rozpuszczalnika w laktamie nie zmniejsza zdolnosci absorpcyjnej laktamu poza jego wzgledna objetosc w mieszaninie. Ponadto pewne rozpuszczalniki maja naturalna zdolnosc oo absorbowania tych samych zanieczyszczen co i lak¬ tam, i dlatego nie wplywa to w sposób istotny na wydajnosc objetosciowa absorbowania tych zanie¬ czyszczen przez mieszanine.Stosowane w opisie okreslenie „zanieczyszczenia" •5 oznacza te substancje w strumieniu gazu, które sa9 83 300 10 przedmiotem wstepnej absorpcji w laktamie. Nie oznacza ono zatem nic innego jak substancje, któ¬ re mozna usunac ze strumienia gazu przez absorpcje laktamu.Sposób wedlug wynalazku jest szczególowo wy¬ jasniony w ponizszych przykladach wykonania w odniesieniu do poszczególnych procesów. Najkorzy¬ stniejszym laktamem, stosowanym w przykladach, jest N^metylopirolidon, a to ze wzgledu na jego zdolnosci absorpcyjne, wydajnosc i niska cene. Spo¬ sób wedlug wynalazku nie ogranicza sie jednak o- czywiscie tylko do zastosowania i odzyskiwania N-metylopirolidonu, lecz dotyczy odzyskiwania równiez kazdego laktamu, który stosuje sie równo¬ rzednie w tym sposobie. Podobnie, gdy w przykla¬ dach mówi sie, ze rozpuszczalnikami absorbujacy¬ mi porwany w strumieniu gazu laktam sa np. trój- etylenoglikol, czteroetylenoglikol lub N-cykloheksy- lopirolidon, nozumie sie, ze w ich miejsce mozna stosowac dowolny równowazny rozpuszczalnik.Przyklad I. Odwadnianie gazu ziemnego. Do odwadniania gazu ziemnego z odwiertu stosuje sie instalacje przedstawiona schematycznie na fig. 1, wprowadzajac do kolumny 10 poprzez wlot 13 gaz ziemny pod cisnieniem 56 kg/cm2 i o temperaturze 21,1—26,7°C (zazwyczaj przecietne warunki gazu z odwiertu). Zdolnosc przerobowa instalacji wynosi 113.320—169.980 ms gazu ziemnego nasyconego wioda w granicach 75—100°/o dziennie, zaleznie od odwier¬ tu. W temperaturze 26,7°C i pod cisnieniem 56 kg/cm2 nasycony gaz ziemny zawiera okolo 6,4 llO-4 kg pary wodnej na m8 gazu.Sekcja wstepnej absorpcji 11 kolumny 10 zaopa¬ trzona jest w 8 pólek dzwonkowych a N-metylopi- rolidon doprowadza sie poprzez rozpylacz 15 na naj¬ wyzsza pólke w ilosci 3,68-10-8 litra/m3 gazu. N- -metylopinolidon splywa z górnej czesci sekcji wstepnej absorpcji 11 na nizsze pólki i absorbuje pare wodna z gazu ziemnego, a mieszanina N-me¬ tylopirolidonu z woda gromadzi sie w sekcji gro¬ madzenia laktamu 16, w dolnej czesci sekcji wstep¬ nej absorpcji 11.Gaz ziemny, badany po przejsciu przez pólki se¬ kcji wstepnej absorpcji 11 a przed wejsciem przez pólke dzwonowa 18 do sekcji wtórnej absorpcji 12 ma temperature rosienia 0±5°C. Stwierozono, ze w sekcji wstepnej absorpcji traci sie okolo 6,4-10-5 — 9,6-lO^6 kg N-metylopirolidonu na m8 gazu.Czesc N-metylcpiriolidonu, pomimo jego raczej nis¬ kiej preznosci par, odparowuje dodatkowo, podczas porywania kropli N-metylopirolidonu w strumieniu gazu. Gaz ziemny przechodzi przez pólke dzwonowa 18 i wchodzi do sekcji wtórnej absorpcji 12, gdzie napotyka plynacy ku dolowi rozpuszczalnik, dopro¬ wadzany poprzez rozpylacz rozpuszczalnika 17. Jako rozpuszczalnik stosuje sie trójetylenoglikiol (TEG) wprowadzany do sekcji wtórnej absorpcji 12 w ilos¬ ci okolo 3,68-10"14 litra/m8. W sekcji absorpcji wtór¬ nej 12 znajduja sie 3 pólki dzwonowe i gaz ziemny styka sie na nich z plynacym w dól TEG, i prze¬ dziera sie przez niego unoszac sie ku wylotowi 14.Gaz ziemny bada czy na wylocie 14 ma temperatu¬ re rosienia —23,3 — 28,9°C i zawiera mniej wody, niz dopuszczalna maksymalna zawartosc wody w rurociagach dostawczych gazu, wynoszaca 1,16* 10-4 kg wody/m8 gazu. Po zetknieciu z gazem ziemnym, TEG poddany badaniu wskazuje, ze ekstrakcja nim porwanego N-metylopirolidonu zachodzi niemal cal¬ kowicie.W przedstawionym ukladzie traci sie mniej niz 0,25% N-metylopirolidonu wprowadzanego dziennie do obiegu tzn. mniej niz 0,8-10-5 kg/m8. Trój etyle- nioglikol po zaabsorbowaniu porwanego przez gaz N-metylopirolidonu i przejsciu przez sekcje wtórnej absorpcji 12 gromadzi sie na pólce dzwonowej 18.N-metylopirolidon zawierajacy zaabsorbowana wo¬ de zgromadzony w sekcji 16 odprowadza sie prze¬ wodem 27 poprzez wymiennik ciepla, reduktor cis¬ nienia i absorber energii 21 do regeneratora 22 i ogrzewa sie do temperatury 148,9—165,6°C grzej¬ nikiem 25.W regeneratorze Z2, bedacym kotlem destylacyj¬ nym, z N-metylopirolidonu oddestylowuje sie lub odparowuje rzutowo wode pod cisnieniem 1,35— —1,56 kg/cm2. Niektóre ciezkie skladniki weglowo¬ dorowe gazu ziemnego, równiez zaabsorbowane, zo¬ staja takze oddestylowane. Weglowodory te oddzie¬ la sie od wody w dalszych urzadzeniach (nie poka¬ zanych) i spala, dostarczajac cieplo do grzejnika 25.Oczyszczony N-metylopirolidon przewodem 26 przez wymiennik ciepla, reduktor cisnienia i absorber energii 21, gdzie zostaje schlodzony i sprezony, do¬ prowadza sie do rozpylacza 15 w celu ponownego wtrysniecia w górnej czesci sekcji wstepnej absor¬ pcji 11 kolumny 10.Mieszanine trójetylenoglikolu z N-metylopirolido- nem zgromadzona na pólce dzwonowej 18, ponizej kolpaków odprowadza sie przewodem 30 do odparo- walnika 31 i ogrzewa grzejnikiem 33 do tempera¬ tury 190,6—204,4°C. Pod zmniejszonym cisnieniem oddestylowuje sie z trójetylenoglikolu N-metylopi¬ rolidon i z sekcji 32 wprowadza sie jego pary prze¬ wodem 34 poprzez pompe parowa (nie pokazana) do przewodu 27 a nastepnie do regeneratora 22 N-me¬ tylopirolidonu, gdzie jest on ponownie oczyszczany z pozostala czescia N-metylopirolidonu. TEG za¬ wraca sie przewodem 36 do sekcji rozpylania 17.Przyklad .II.. Odwadnianie gazu ziemnego. Sto¬ suje sie te sama instalacje i warunki procesu jak w przykladzie I, zastepujac jednak trójetylenoglikol N-cykloheksylopirolidonem, co daje gaz ziemny o temperaturze rosienia ponizej —26,1°C. Szybkosc wprowadzania N-cykloheksylopirolidonu utrzymuje sie w przyblizeniu na tym samym poziomie jak dla trójetylenoglikolu w przykladzie I. Stwierdzono, ze zastosowanie N-cykloheksylopirolidonu powoduje nie tylko odzyskanie N-metylopirolidonu, lecz takze dzieki jego nizszej lepkosci w porównaniu z trój- etylencglikolem zapewnia wyzsza wydajnosc pólki, wymagajac mniej pólek w sekcji wtórnej absorpcji 12, co poprawia ekonomike procesu. W malym od- parowalniku rozpuszczalnika utrzymuje sie tempe¬ rature 190,6—204,4°C i próznie rzedu 50,8 mm slupa rteci.Przyklad III. Odwadnianie gazu ziemnego.Gaz z odwiertu w warunkach jak w przykladzie I,, to jest pod cisnieniem 56 kg/cm2 i o temperaturze 26,7°C, nasycony znaczna iloscia wody wprowadza sie do ukladu, którego schemat przedstawiono na fig. 2, stykajac go z N-metylopirolidonem, wprowa- 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 6083 300 11 dzonym poprzez rozpylacz 55 do sekcji wstepnej absorpcji 51 kolumny 50. Gaz ziemny plynie od wlotu 53 ku górze a N-metylopirolidon splywa ku dolowi poprzez sekcje wstepnej absorpcji 51, gro¬ madzac sie na dnie kolumny w zbiorniku 56.Pio odwodnieniu w sekcji wstepnej absorpcji 51 gaz plynie dalej ku górze kolumny 50 do sekcji absorpcji wtórnej 52 gdzie styka sie z plynacym w czesci sekcji wtórnej absorpcji 52 przez rozpylacz 57. Tutaj N-metyliopirolidon porwany przez gaz podczas przejscia przez sekcje wstepnej absorpcji 51 zostaje zaabsorbowany i usuniety ze strumienia gazu, przechodzac ku dolowi wraz z 'trójetylenogli¬ kolem przez sekcje wtórnej absorpcji 52 i sekcje wstepnej absorpcji 51, gromadzac sie na dnie ko¬ lumny w zbiorniku 56 wspólnie z mieszanina N-me¬ tylopirolidonu z wcda. Mieszanine te, skladajaca sie z N-metylopirolidonu, trójetylenoglikolu i wody przewodem 59 przez wymiennik ciepla i energii 61 odprowadza sie do zbiornika 62. Stad czesc miesza¬ niny odprowadza sie przewodem 63 do odpanowal- nika 64 stanowiacego kociol destylacyjny, gdzie od trójetylenoglikolu oddestylowuje sie N-metylopino¬ lidon i zawarte w nim zanieczyszczenia.Odparowalnik pracuje w temperaturze 190,6— —204,4°C. Odpedzony N-metylopiriolidon i polaczo¬ ne z nim zanieczyszczenia odprowadza sie przewo¬ dem 66, wprowadzajac je do przewodu 60, którym doprowadza sie je do regeneratora laktamu 68. Za- tezony trójetylenoglikol z dna rozpuszczalnika 64 spreza sie i przewodem 67 poprzez rozpylacz 57 wpnowadza do sekcji wtórnej absorpcji 52 kolumny 50. Wieksza czesc mieszaniny N-metylopirolidonu z trójetylenoglikolem odprowadza sie przewodem 60 do regeneratora 68, pracujacego w temperaturze 148,9—176,7°C i pod cisnieniem 1,35—1,56 kg/cm2.Odpedza sie w nim zanieczyszczenia gazu, takie jak woda, zaabsorbowane weglowodory i niektóre za¬ nieczyszczenia kwasne, a pozostalosc stanowi w znacznej mierze bezwodna (zawierajaca ponizej 1— —2% wody) mieszanina trójetylenoglikolu i N-me¬ tylopirolidonu, która przewodem 69 poprzez wy¬ miennik energii i ciepla 61 gdzie ulega ochlodzeniu i sprezeniu, doprowadza sie do rozpylacza 55 w górnej czesci sekcji wstepnej absorpcji, zawracajac ja w ten sposób do kolumny 50.Z przykladu tego widac, ze w raz uruchomionej instalacji N-metylopirolidon wprowadzony poprzez rozpylacz 55 miesza sie z trójetylenoglikolem. Ich stosunek wzajemny w czasie postepowania procesu pozostaje w zasadzie staly. Przy normalnej pred¬ kosci zasilania w trójetylenoglikol poprzez rozpy¬ lacz 57 i w mieszanine poprzez rozpylacz 55 w celu otrzymania gazu ziemnego o odpowiedniej tempe¬ raturze rosienia, osiaga sie stosunek N-metylopiro¬ lidonu do trójetylenoglikolu okolo 10:1. Zawartosc w N-metylopirolodonie trójetylenoglikolu w zasa¬ dzie nie wplywa na wydajnosc odwadniania gazu ziemnego.Przyklad IV. Zastepujac w warunkach przy¬ kladu III trójetylenoglikol N-cykloheksylopirolido- nem stwierdzono, ze zamiana ta pozwala osiagnac lepsza Wydajnosc procesu.Przyklad V. Stosujac zamiast trójetylenogli- 12 kolu jak w przykladzie III czteroetylenoglikol i za¬ pewniajac nieco szybsza cyrkulacje dla odzyskania N-metylopirolidonu utrzymuje sie wysoka wydaj¬ nosc wstepnej absorpcji. 5 Przyklad VI. Wykorzystujac dane, dotyczace rozpuszczalnosci SO2 w N-metylopirolidonie, wyko¬ nano obliczenia dotyczace jego zastosowania do oczyszczania gazu piecowego. Z elektrowni o mocy 250.000 kW, opalanej weglem brunatnym, odprowa- !o dza sie spaliny w ilosci 750 tys. m8/godzine, chlodzi je do temperatury 37,8—48,9°C, oczyszcza z popiolu i wprowadza poprzez wlot 13 do instalacji podobnej jak przedstawiona na fig. 1.Gazy, wprowadzone do kolumny absorpcyjnej za- 15 wieraja okolo 2°/o S02. Plyna one ku górze przez sekcje wstepnej absorpcji 11, gdzie styka sie z plynacym w przeciwpradzie N-metylopirolidcnem, który absorbuje z nich SO2. N-metylopirolidon wprowadza sie do sekcji wstepnej absorpcji 11 20 przez rozpylacz 15 w temperaturze 26,7—43,3°C w ilcsci 18,950 litrów/minute. Gaz opuszczajacy sek¬ cje wstepnej absorpcji 11 poprzez kolpaki pólki dzwonowej 18 wplywa do sekcji absorpcji wtórnej 12, gdzie styka sie z czteroetylenoglikolem, wprowa- 25 dzonym do sekcji wtórnej absorpcji 12 w górnej jej czesci przez rozpylacz 17 w ilosci 378—3780 li¬ trów/minute. Cztercetylenoglikol stosuje sie w przy¬ padku gazów spalinowych do regulacji ich wil¬ gotnosci w celu unikniecia tak zwanych „bialych 30 pióropuszy" powodowanych kondensacja wilgoci.Ilosc potrzebnego glikolu zalezy cd warunków at¬ mosferycznych jak równiez od temperatury absor¬ pcji. Gazy, zawierajace N-metylopirolidon porwany podczas ich przejscia przez sekcje wstepnej absor- 35 pcji zostaja go pozbawione przez absorpcje w trój¬ etylenoglikolu, plynacym w przeciwpradzie do stru¬ mienia gazu w sekcji wtórnej absorpcji 12. Gaz opuszczajacy sekcje wstepnej absorpcji 11 przez pólke dzwonowa 18 porywa i unosi oraz powoduje 40 odparowanie okolo 6810 kg N-metylopirolidonu w ciagu godziny. Po przejsciu przez sekcje wtórnej absorpcji 12 ilosc N-metylopirolidonu uchodzacego z gazem wylotem 14 nie przekracza 18,16 kg/godzi¬ ne, N-metylopirolidon zgromadzony na dnie sekcji 45 wtórnej absorpcji 11 w sekcji gromadzenia laktamu 16 oczyszcza sie podobnie jak podano w przykladzie I.Trójetylenoglikol, gromadzacy sie w górnej czesci pólki dzwonowej 18 odparowuje sie, oddziela od 50 N-metylopirolidonu, regeneruje i zawraca do obiegu jak podano w przykladzie I. Gaz spalinowy ucho¬ dzacy wylotem 14 ma dziesieciokrotnie nizsza od poczatkowej zawartosci dwutlenku siarki. To samo odnosi sie do innych gazów, zawierajacych S02 55 przy wyzszych cisnieniach.W porównaniu do zawartosci SO2 w gazach wpro¬ wadzanych do instalacji oczyszczajacej poprzez wlot 13, która wynosi 4,1 t/godzine, przez wylot 14 uchodzi nie wiecej, niz 408,3 kg/SOz/godzine. Wy- 60 ekstrahowany SG2 odpedzony rzutowo od N-mety¬ lopirolidonu w regeneratorze 22 odbiera sie prze¬ wodem 23, spreza i/lub redukuje chemicznie w dal¬ szym urzadzeniu, nie pokazanym na fig. 1. W ten sposób odzyskuje sie blisko 1,8 tony siarki w ci*}- 65 gu godziny.13 83 300 14 Sposobem wedlug wynalazku, z gazów odzyskuje sie przydatne produkty w sposób ekonomiczny. Od¬ zyskane wielkie ilosci siarki zwracaja koszty oczy¬ szczania, a ponadto pokrywaja koszty inwestycjne instalacji i koszt stosowanych rozpuszczalników.Przyklad VII. Do slodzenia gazu ziemnego odbieranego z odwiertu stosuje sie sposób, przedsta¬ wiony schematycznie na fig. 1. Do kolumny 10 wlo¬ tem 13 wprowadza sie cisnieniem 56 kg/cm2 i w temperaturze 26,7°C gaz ziemny, zawierajacy ponad 2,3-10—x g/m8 skladników kwasnych. Nominalna zdolnosc przerobowa instalacji wynosi 226.640— —283.300 m8 gazu dziennie. Sekcja wstepnej absor¬ pcji 11 kolumny 10 zaopatrzona jest w 20 pólek.N-metylopirolidion wprowadza sie poprzez rozpylacz 15 na najwyzsza pólke z szybkoscia 189 litrów/mi¬ nute. Splywa on z górnej czesci sekcji wstepnej absorpcji 11 sukcesywnie na nizsze pólki i absor¬ buje z gazu H2S i inne kwasne skladniki oraz pare wodna i przechodzi do sekcji gromadzenia laktamu 16 w dolnej czesci sekcji wstepnej absorpcjii 11.Zabrana mieszanina zawiera N-metylopirolidon, oraz niemal cala ilosc wody i kwasnych siarkowych skladników gazu.Oczyszczony gaz ziemny badany przed wejsciem przez pólke dzwonowa 18 do sekcji wtórnej absor¬ pcji 12 ma temperature rosienia —23,3°C i zawar¬ tosc H2S oraz innych kwasnych skladników gazu ziemnego zmniejszona znacznie ponizej 0,552 •10~~2 g/m3 siarki, która to wartosc jest przyjeta za ma¬ ksymalna dla gazu przesylanego rurociagiem. Za¬ wiera on równiez 9,6—10-5—12,8* 10-5 kg porwanego i odparowanego N-metylopirolidonu na m8 gazu.Przechodzac przez pólke dzwonowa 18, gaz ziemny wplywa do sekcji wtórnej absorpcji 12, wyposazo¬ nej w 5 pólek, na których przedziera sie przez ply¬ nacy z góry rozpuszczalnik absorbujacy N-cyklohe- ksylopirolidion-2, doprowadzany poprzez rozpylacz rozpuszczalnika 17 z szybkoscia 4,1 'ilO-4 — — 10,4* 10^* litrów/minute m8 gazu ziemnego.Gaz ziemny uchodzacy wylotem 14 ma temperatu¬ re rosienia —26,1 — —31,7°C i zawiera okolo 0,8-10-5 kg porwanych i odparowanych laktamów, tzn. N-metylopirolidonu i N-cykloheksyLopirolidonu na 1 m8 gazu. If-cykloheJssylopiroJidon z zaabsorbo¬ wanym w nim N-metylopirolidonem gromadzi sie na pólce dzwonowej 18 na dnie sekcji wtórnej absorpcji 12. N-metylcpirolidon z zaabsorbowanymi w nim zwiazkami siarki i woda przewodem 27 od¬ prowadza sie z sekcji gromadzenia laktamu 16 po¬ przez wymiennik ciepla i absorber energii 21 do regeneratora N-metylopirolidonu 22, w którym od- destylowuje sie kwasne skladniki gazu i wode przez podgrzanie grzejnikiem 25 w ksztalcie wezownicy do temperatury 148,9—176,7QC. Kwasne gazy i pare wodna odprowadza sie przewodem 23 do sekcji od¬ zyskiwania, nie pokazanej na fig. 1, gdzie odzysku¬ je sie H2S i przeprowadza go w siarke elementarna.Podobnie przerabia sie inne gazy zawierajace siar¬ ke, a niewielkie ilcsci ciezkich i aromatycznych weglowodorów, to znaczy zawierajacych 4 i wiecej atomów wegla w lancuchu, zaabsorbowane z gazu ziemnego przez N-metylopirolidcn oddziela sie, kon- densuje i wykorzystuje pio spaleniu jako zródlo cie¬ pla dla ogrzewania ukladu lub wydziela w postaci cieklego produktu. Dwutlenek wegla i pare wodna wypuszcza sie do atmosfery.Mieszanine N-cykloheksylopirolidonu z zaabsorbo¬ wanym w nim N-metylopirolidonem, gromadzaca sie 5 na pólce dzwonowej 18 odprowadza sie przewodem 30 do odparowalnika rozpuszczalnika 31, w którym oddestylowuje sie N-metylopirolidon i odprowadza go przewodem 34 do przewodu 27 w poblizu wlotu do regeneratora N-metylopirolidonu 22. TamN-me- 10 tylopirolidon oddestylowany od rozpuszczalnika zo¬ staje oczyszczony i zawrócony razem z pozostala czescia do obiegu przewodem 26. N-cykloheksylo- pirolidon z odparowalnika rozpuszczalnika 31 po¬ przez przewód 36 i rozpylacz 17 zawraca sie do sek- 15 eji wtórnej absorpcji 12 kolumny 10.Wykorzystujac znany sposób odzyskiwania siarki z H2S przy podanej zdolnosci przerobowej insta¬ lacji 2.833.000 m8 gazu diziennie odzyskuje sie po¬ nad 6,1 ton siarki elementarnej/dzien. Dochód z od- 20 zyskanej siarki oraz oszczednosci z odzyskanych weglowodorów, zastosowanych jako paliwo, poma- * gaja splacic koszty pracy instalacji a takze czescio¬ wo koszity inwestycyjne. Calkowite straty lakta¬ mów, to znaczy N-metylopirolidonu i N-cyklohe- 25 ksylopirolidonu, stosowanych do oczyszczania gazu ziemnego i odzyskiwania z niego naturalnych sklad¬ ników stanowia nieznaczna czesc kosztów ogólnych procesu. Przy oczyszczaniu 226*640 — 283.300 m* gazu dziennie, ich straty wynosza ponizej 4,54 kg/ 30 /dzien, uwzgledniajac normalne przecieki i rozklad.Przyklad VIII. 1? odwadniajacej instalacji pi¬ lotowej podobnej jak przedstawiona w przykladzie VII jako rozpuszczakiik stosowano w miejsce N- -cykloheksylopirralidonu trójetylencglikol. Wykazano, 35 ze taki uklad rozpuszczalników jest niemal tak wydajny jak stosowany w przykladzie VII. Podda¬ ny obróbce gaz po oczyszczeniu spelnia wszystkie wymagania jesli dopasuje sie odpowiednie szybkos¬ ci przeplywu cieczy. Zamiast trójetylenoglikolu 40 mozna stosowac czteroetylenoglikol, zwiekszajac nieco szybkosc obiegu* PL PL

Claims (9)

1. Zastrzezenia patentowe 45 .1. Sposób odzyskiwania N-alkilolaktamów, od¬ parowywanych i porywanych strumieniem obra¬ bianego nimi gazu, znamienny tym, ze strumien gazu styka sie z cieklym rozpuszczalnikiem par laktamu o temperaturze; wrzenia wyzszej niz tempe- 50 ratura wrzenia laktamu, gromadzi sie powstaly roz¬ twór par laktamu rozpuszczonych w rozpuszczalni¬ ku, oddziela sie od alkilolaktamu ciekly rozpusz¬ czalnik i odzyskuje sie oddzielony ciekly N-alkilo- laktam i ciekly jrpzpuszczalnik, zawracajac je do 55 obiegu.
2. Sposób wedlug zastrz/ 1, znamienny tym, ze jako N-alkilolaktam stosuje sie N-metylopirolidon.
3. Sposób wedlug zastrz. 1 i 2, znamienny tym, ze jako rozpuszczalnik stosuje sie ciekle polietyle- 60 ncglikole.
4. Sposób wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze jako rozpuszczalnik stosuje sie dwu, trój lub czte¬ roetylenoglikol,
5. Sposób wedlug zastrz. 1—4, znamienny tym, ze 65 jako rozpuszczalnik stosuje sie N-alkilo lub N-cy-83300 15 kloalkilopirolidon o temperaturze wrzenia co naj¬ mniej o 50°C wyzszej od temperatury wrzenia N- -metylopirolidonu.
6. Sposób wedlug zastrz. 1—5, znamienny tym, ze strumien gazu przepuszcza sie w przeciwpradzie z cieklym rozpuszczalnikiem.
7. Sposób wedlug zastrz. 6, znamienny tym, ze plynace w przeciwpradzie strumien gazu i cieczy styka sie w kolumnie adsorbcyjnej, zaopatrzonej w pólki dzwonowe. 16 10
8. Sposób wedlug zastrz. 6, znamienny tym, ze ciekly rozpuszczalnik rozpyla sie w strumieniu ga¬ zu, plynacym w przeciwpradzie, zawierajacym por¬ wany N-alkiliolaktam.
9. Sposób wedlug zastrz. 2—8, znamienny tym, ze jako laktam stosuje sie N-metylopirolidon, a jako ciekly rozpuszczalnik o temperaturze wrzenia wyz¬ szej niz temperatura wrzenia N-metylopirolidonu stosuje sie trój etylenoglikol, czteroetylenoglikol lub N-cykloheksylopirolidion. OZGraf. zam. 1031 (105 egz.) Cena 10 zl PL PL
PL1972154247A 1971-03-25 1972-03-23 N-alkyl lactam recovery - from sweetened,dehydrated natural gas[BE781190A1] PL83300B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12807571A 1971-03-25 1971-03-25

Publications (1)

Publication Number Publication Date
PL83300B1 true PL83300B1 (en) 1975-12-31

Family

ID=22433497

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL1972154247A PL83300B1 (en) 1971-03-25 1972-03-23 N-alkyl lactam recovery - from sweetened,dehydrated natural gas[BE781190A1]

Country Status (12)

Country Link
AR (1) AR192918A1 (pl)
BE (1) BE781190A (pl)
BR (1) BR7201753D0 (pl)
CS (1) CS164208B2 (pl)
DD (1) DD94999A5 (pl)
ES (1) ES401099A1 (pl)
IL (1) IL39075A (pl)
IT (1) IT952384B (pl)
PL (1) PL83300B1 (pl)
SE (1) SE376631B (pl)
SU (1) SU491235A3 (pl)
ZA (1) ZA721992B (pl)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009104744A1 (ja) * 2008-02-22 2009-08-27 三菱重工業株式会社 Ｃｏ2回収装置及びｃｏ2回収方法

Also Published As

Publication number Publication date
ES401099A1 (es) 1975-02-16
SU491235A3 (ru) 1975-11-05
CS164208B2 (pl) 1975-11-07
SE376631B (pl) 1975-06-02
DD94999A5 (pl) 1973-01-12
IL39075A0 (en) 1972-06-28
IT952384B (it) 1973-07-20
ZA721992B (en) 1972-12-27
BE781190A (en) 1972-07-17
BR7201753D0 (pt) 1973-05-24
AR192918A1 (es) 1973-03-21
IL39075A (en) 1975-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3745747A (en) Gas purification system
CA1061083A (en) Simultaneous drying and sweetening of wellhead natural gas
US3877893A (en) Absorption and separation of normally liquid gas contaminants
US6342091B1 (en) Method of removing carbon dioxide, sulphur compounds, water and aromatic and higher aliphatic hydrocarbons from industrial gases
US10479684B2 (en) Enhancement of claus tail gas treatment by sulfur dioxide-selective membrane technology and sulfur dioxide-selective absorption technology
US6183540B1 (en) Method and apparatus for removing aromatic hydrocarbons from a gas stream prior to an amine-based gas sweetening process
US3505784A (en) Scrubbing process for removing carbon dioxide from low-sulfur fuel gases or synthesis gases
EA010565B1 (ru) Способ удаления содержащих серу соединений из углеводородсодержащих газов (варианты)
JPH0421521B2 (pl)
KR20080094004A (ko) 이산화탄소 회수에서의 아민의 재생
JP2013509300A (ja) 硫化水素の除去によって、炭化水素ガス流から酸性ガスを除去するための極低温システム
NL8103203A (nl) Werkwijze voor de selectieve verwijdering van zwavelwaterstof uit kooldioxydebevattende gasmengsels.
JPH08283757A (ja) 天然ガスを精製するための、溶媒による少なくとも一つの酸性ガスの除去方法および装置
NO331768B1 (no) Fremgangsmate for gjenvinning av aminoforbindelser for anvendelse ved fjerning av karbondioksid
SA02220701B1 (ar) عملية لاجل ازالة حمضية deacidzing غاز بواسطة غسل washing الهيدروكربونات الممجوجة desorbed hydrocarbons عند اعادة توليد regeneration المذيب solvent
WO2016108731A1 (en) Method of complex extraction of valuable impurities from helium-rich hydrocarbon natural gas with high nitrogen content
KR20040023586A (ko) 이산화탄소 회수 플랜트
CN102112202A (zh) 一种回收高纯度二氧化碳的方法
RU2536511C2 (ru) Способ и установка для удаления воды из природного газа или промышленных газов с использованием физических растворителей
EP0496563A2 (en) Simultaneous removal of residual impurities and moisture from a gas
WO2014072792A2 (en) Device and process for removing volatile organic and inorganic compounds from polluted waters
CA1205277A (en) Process of regenerating absorbent solutions for sulfur-containing gases
US3656887A (en) Method of removing hydrogen sulfide from gaseous mixtures
US3656275A (en) Process for the removal and concentration of a component gas from a multi-gaseous stream
SU1530091A3 (ru) Способ очистки газов, содержащих сероводород и диоксид серы, с получением элементарной серы