RU2036699C1

RU2036699C1 - Absorbent for separating hydrocarbon gas from hydrogen sulfide

Info

Publication number: RU2036699C1
Authority: RU
Inventors: А.И. Афанасьев; Н.М. Салтыкова; Н.И. Подлегаев; Н.Н. Кисленко; В.М. Стрючков; Н.П. Петкина; В.Р. Грунвальд; В.В. Дорошенко; Ю.И. Суетин; В.С. Прокопенко; А.А. Атуева; Л.А. Алексеева; Т.А. Михайлова; Н.Т. Никущенко
Original assignee: Всероссийский научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий
Priority date: 1991-03-04
Filing date: 1991-03-04
Publication date: 1995-06-09

Abstract

FIELD: separation of hydrocarbon gas; can be used in gas, oil and oil processing industries for separation of natural, casing-head gas and process gases. SUBSTANCE: absorbent contains methyldiethanolamine (30-45% of mass), triethanolamine (5-20 %) and water (the rest). EFFECT: higher reliability and efficiency. 2 tbl

Description

Изобретение относится к составам для очистки углеводородного газа от сероводорода, в частности, к составам для селективной очистки от сероводорода в присутствии диоксида углеводорода, и может быть использовано в газовой, нефтяной и нефтеперерабатывающей промышленности при очистке природных, попутных и нефтезаводских газов. The invention relates to compositions for the purification of hydrocarbon gas from hydrogen sulfide, in particular, to compositions for selective purification from hydrogen sulfide in the presence of hydrocarbon dioxide, and can be used in the gas, oil and oil refining industries for the purification of natural, associated and refinery gases.

Известен абсорбент для селективной очистки газа от сероводорода на основе водного раствора третичного алканоламина метилдиэтаноламин (МДЭА). Ж, "Нефть, газ и нефтехимия за рубежом". 1981 г. N 8, с.108-113). Known absorbent for the selective purification of gas from hydrogen sulfide based on an aqueous solution of tertiary alkanolamine methyldiethanolamine (MDEA). G, "Oil, gas and petrochemicals abroad." 1981 N 8, pp. 108-113).

МДЭА применяется также в виде водного раствора 30-50% концентрации, имеет близкую к ТЭА селективность, но в 1,25 раза меньшую молекулярную массу, чем ТЭА (119 вместо 149), в результате чего, примерно, на 20-25% сокращается циркуляция абсорбента и эксплуатационные затраты на очистку газа по сравнению с ТЭА. Поэтому в последнее время МДЭА широко применяется в промышленности вместо ТЭА. MDEA is also used in the form of an aqueous solution of 30-50% concentration, has a selectivity close to TEA, but 1.25 times lower molecular weight than TEA (119 instead of 149), as a result of which circulation decreases by about 20-25% absorbent and operating costs for gas purification compared with TEA. Therefore, recently, MDEA is widely used in industry instead of TEA.

Недостатком МДЭА, как и ТЭА относительно невысокая селективность. The disadvantage of MDEA, as well as TEA, is relatively low selectivity.

Целью изобретения является поышение селективности абсорбента на основе МДЭА. The aim of the invention is to increase the selectivity of the absorbent based on MDEA.

Поставленная цель достигается тем, что абсорбент для селективной очистки углеводородного газа от сероводорода в присутствии диоксида углерода, содержащий МДЭА и воду, дополнительно содержит ТЭА при следующем соотношении компонентов, мас. МДЭА 30-45, ТЭА 5-20, вода остальное. This goal is achieved in that the absorbent for the selective purification of hydrocarbon gas from hydrogen sulfide in the presence of carbon dioxide, containing MDEA and water, additionally contains TEA in the following ratio of components, wt. MDEA 30-45, TEA 5-20, the rest is water.

Из патентной и технической литературы авторам неизвестен абсорбент аналогичного качественного и количественного состава, на основании этого они считают предлагаемое техническое решение соответствующим критерию "существенные отличия". From the patent and technical literature, the authors are not aware of the absorbent of a similar qualitative and quantitative composition, on the basis of this they consider the proposed technical solution to meet the criterion of "significant differences".

Абсорбент предложенного состава включает МДЭА, представляющий собой жидкость, выпускается отечественной промышленностью по ТУ 301-02-66-90 (содержание МДЭА ≥98% ); триэтаноламин, представляющий собой жидкость, выпускается отечественной промышленностью по МРТУ 6-02-497-86 (содержание ТЭА≥99%) и воду. Абсорбент получают смешением указанных ингредиентов. The absorbent of the proposed composition includes MDEA, which is a liquid, is produced by the domestic industry according to TU 301-02-66-90 (MDEA content ≥98%); triethanolamine, which is a liquid, is produced by the domestic industry according to MRTU 6-02-497-86 (TEA content ≥99%) and water. The absorbent is obtained by mixing these ingredients.

П р и м е р. Ниже представлены составы предлагаемого абсорбента с различным соотношением МДЭА и ТЭА в виде водного раствора 50% концентрации, табл.1. PRI me R. Below are the compositions of the proposed absorbent with a different ratio of MDEA and TEA in the form of an aqueous solution of 50% concentration, table 1.

Испытания абсорбента проводили на лабораторной установке, моделирующей промышленный абсорбционный процесс очистки газа. Установка состояла из абсорбера диаметром 25 мм и высотой 2 м, заполненного керамической насадкой, изготовленного из нержавеющей стали. Абсорбент подавали насосом на верх абсорбера. В качестве модельного газа использовали метан, который из баллона под давлением 5 МПа подавали в низ абсорбера через буферную емкость. Перед буферной емкостью в метан подавали в дозированных количествах сероводород и диоксид углерода. Очищенный газ выводили с верха абсорбера. Tests of the absorbent were carried out in a laboratory setup simulating an industrial absorption gas purification process. The installation consisted of an absorber with a diameter of 25 mm and a height of 2 m, filled with a ceramic nozzle made of stainless steel. The absorbent was pumped to the top of the absorber. Methane was used as a model gas, which was supplied from a cylinder under a pressure of 5 MPa to the bottom of the absorber through a buffer tank. Before the buffer tank, methane was added in metered amounts in hydrogen sulfide and carbon dioxide. The purified gas was removed from the top of the absorber.

Условия очистки (исходя из промышленных данных применения МДЭА): давление 5 МПа, температуру 40^оС, подача газа 0,3 м³/час, соотношение газ/жидкость 0,6 л/м³.Purification conditions (in terms of industrial application data MDEA): a pressure of 5 MPa, temperature of 40 ^{° C,} gas 0.3 ^m3 / h, the gas / liquid of 0.6 l / ^m3.

Газ на входе в абсорбер и на выходе анализировали на содержание сероводорода и диоксида углерода. Диоксид углерода определяли хроматографическим методом по ГОСТ 23781-83 "Газы горючие природные, хроматографический метод определения компонентного состава". Сероводород определяли методом газовой хроматографии с детектором, чувствительным только на сернистые соединения пламенно-фотометрическим (Обзорная информация "Подготовка и переработка газа и газового конденсата", выпуск II: "Производство природных меркаптанов",1984 г. с.36). The gas at the inlet to the absorber and at the outlet was analyzed for the content of hydrogen sulfide and carbon dioxide. Carbon dioxide was determined by the chromatographic method according to GOST 23781-83 "Natural combustible gases, chromatographic method for determining the composition". Hydrogen sulfide was determined by gas chromatography with a detector sensitive only to flame photometric sulfur compounds (Overview of the Preparation and Processing of Gas and Gas Condensate, Issue II: Production of Natural Mercaptans, 1984, p. 36).

За меру селективности абсорбента принимали проскок СО₂ с очищенным газом, от исходного содержания. Содержание сероводорода в очищенном газа составляло менее 20 мг/м³, что отвечало требованиям ГОСТ 5542-87 на "Газы природные топливные для коммунально-бытового потребления".A slip of CO ₂ with purified gas from the initial content was taken as a measure of the selectivity of the absorbent. The content of hydrogen sulfide in the purified gas was less than 20 mg / m ³ , which met the requirements of GOST 5542-87 on "Natural fuel gases for domestic consumption."

В табл.2 приведены показатели очистки с использованием композиций, указанных в табл.1. Table 2 shows the indicators of purification using the compositions indicated in table 1.

Сведения, приведенные в табл.1 и 2, подтверждаются актом испытаний, прилагаемым к заявке. The information given in tables 1 and 2 is confirmed by the test report attached to the application.

Как следует из полученных данных, введение в состав абсорбента на основе МДЭА дополнительно ТЭА в количестве до 20 мас. приводит к возрастанию селективности абсорбента, достигая максимума при концентрации ТЭА 10-15 мас. При этом селективность такого абсорбента на 10-15% выше, чем селективность отдельно взятых МДЭА и ТЭА. Дальнейшее повышение концентрации ТЭА с 20 до 30% и выше приводит к снижению селективности абсорбента до уровня ТЭА, т.е. в области концентраций ТЭА 5-20% наблюдается синергетический эффект. As follows from the data obtained, the introduction of an additional absorbent based on MDEA additionally TEA in an amount of up to 20 wt. leads to an increase in selectivity of the absorbent, reaching a maximum at a TEA concentration of 10-15 wt. Moreover, the selectivity of such absorbent is 10-15% higher than the selectivity of individual MDEA and TEA. A further increase in the concentration of TEA from 20 to 30% and higher leads to a decrease in the selectivity of the absorbent to the level of TEA, i.e. in the range of TEA concentrations of 5-20%, a synergistic effect is observed.

Таким образом, применение предлагаемого состава абсорбента позволяет на 10-15% повысить его селективность по сравнению с широком применяемым в настоящее время абсорбентом, состоящим из МДЭА и воды. Это (в свою очередь) на 10-15% снижает циркуляцию абсорбента на установках очистки и соответственно затраты энергии на его перекачку и тепловую регенерацию, т.е. эксплуатационные затраты. Thus, the use of the proposed composition of the absorbent allows 10-15% to increase its selectivity compared to the currently widely used absorbent, consisting of MDEA and water. This (in turn) by 10-15% reduces the circulation of the absorbent in the treatment plants and, accordingly, the energy costs for its transfer and thermal regeneration, i.e. operating costs.

Claims

ABSORBENT FOR CLEANING HYDROCARBON GAS FROM HYDROGEN SULFUR in the presence of carbon dioxide, containing methyldiethanolamine and water, characterized in that, in order to increase the selectivity of the absorbent, it additionally contains triethanolamine in the following ratio of components, wt.

Methyldiethanolamine 30 45
Triethanolamine 5 20
Water Else