RU2221626C1 - Способ осушки и очистки этановой фракции - Google Patents
Способ осушки и очистки этановой фракции Download PDFInfo
- Publication number
- RU2221626C1 RU2221626C1 RU2002122351/15A RU2002122351A RU2221626C1 RU 2221626 C1 RU2221626 C1 RU 2221626C1 RU 2002122351/15 A RU2002122351/15 A RU 2002122351/15A RU 2002122351 A RU2002122351 A RU 2002122351A RU 2221626 C1 RU2221626 C1 RU 2221626C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- zeolite
- regeneration
- adsorption
- gas
- fraction
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
- Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
- Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2
Landscapes
- Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
Изобретение относится к технологии адсорбционной осушки и очистки углеводородных газов. Способ осушки и очистки этановой фракции от сернистых соединений и углекислого газа включает адсорбцию цеолитом под давлением с последующими регенерацией и охлаждением цеолита с помощью газа регенерации и охлаждения, в качестве газа регенерации и охлаждения цеолита используют метановую фракцию, в качестве цеолита - цеолит СаА, регенерацию последнего осуществляют при температуре 210-230oС и давлении на 1-3 кг/см2 ниже давления адсорбции, а насыщенный газ регенерации цеолита подают на всас компрессора магистрали товарного газа. Изобретение позволяет повысить эффективность осушки и очистки этановой фракции за счет увеличения продолжительности стадии адсорбции и срока службы цеолита при обеспечении требуемого качества получаемой этановой фракции, а также за счет исключения необходимости повторной осушки и сероочистки газа регенерации. 1 ил.
Description
Изобретение относится к технологии адсорбционной осушки и очистки углеводородных газов и может быть использовано в газовой, нефтяной и нефтехимической промышленности для осушки и очистки этановой фракции от сернистых соединений (сероводорода, меркаптанов, сероокиси, сероуглерода) и углекислого газа.
Известен способ осушки и очистки этана или этан-пропановой фракции от углекислого газа цеолитами, который реализуется на установках в США, включающих один или два адсорбера на стадии адсорбции, один - на стадии регенерации, один - на стадии охлаждения. Согласно известному способу для регенерации цеолита используют часть очищенного продукта или природный газ (Н.В.Кельцев. Основы адсорбционной техники. Москва, "Химия", 1984 г., с.381).
Однако использование природного газа для регенерации и охлаждения цеолита приводит к поглощению цеолитом на стадии охлаждения углекислого газа, тяжелых углеводородов, сернистых соединений, что снижает адсорбционную емкость цеолита; затем в процессе адсорбционной осушки и очистки поглощенные на стадии охлаждения компоненты природного газа попадают в очищаемый продукт - этан или этан-пропановую фракцию, снижая качество продукта. В случае использования для регенерации и охлаждения цеолита очищенного продукта (этана или этан-пропановой фракции) возникает необходимость его повторной осушки и очистки для достижения требований к готовому продукту.
Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является способ осушки и очистки этановой фракции от сернистых соединений и углекислого газа по патенту US 4857078 A1, кл. В 01 D 53/22, 18.08.1989 (с.1).
Задачей заявляемого изобретения является повышение эффективности способа за счет увеличения продолжительности стадии адсорбции и срока службы цеолита при стабильном обеспечении требуемого качества получаемой этановой фракции, а также за счет исключения необходимости повторной осушки и сероочистки газа регенерации.
Поставленная задача согласно заявляемому способу осушки и очистки этановой фракции от сернистых соединений и углекислого газа решается за счет того, что его осуществляют путем адсорбции цеолитом под давлением с последующими регенерацией и охлаждением цеолита с помощью газа регенерации и охлаждения, при этом в качестве газа регенерации и охлаждения цеолита используют метановую фракцию, в качестве цеолита - цеолит СаА, регенерацию последнего осуществляют при температуре 210-230oС и давлении на 1-3 кг/см2 ниже давления адсорбции, а насыщенный газ регенерации цеолита подают на всас компрессора магистрали товарного газа.
Технический результат, получаемый за счет применения для адсорбционной осушки и очистки этановой фракции цеолита СаА, состоит в обеспечении возможности увеличения продолжительности стадии адсорбции. Известно, что цеолит СаА обладает большей адсорбционной способностью по отношению к углекислому газу в присутствии паров воды - компонентам, составляющим большую часть загрязнений, содержащихся в этановой фракции. Кроме того, цеолит СаА обладает по сравнению с цеолитом NaA большим размером входных окон (5 ангстрем), что позволяет адсорбировать остаточное количество углеводородов С3+ из очищаемой этановой фракции.
Кроме известного результата использование в предлагаемом техническом решении известного признака позволяет получить новый технический результат - обеспечение доочистки этановой фракции от углеводородов С3+.
Технический результат, получаемый за счет применения в заявляемом способе метановой фракции для регенерации и охлаждения цеолита, состоит в следующем:
- содержание в метановой фракции незначительного остаточного количества сернистых соединений и углеводородов С3+, несопоставимого с содержанием этих компонентов в товарном газе, позволило, несмотря на больший размер входных окон пор цеолита СаА по сравнению с цеолитом NaA, применить для очистки этановой фракции цеолит СаА, как обладающий большей адсорбционной способностью по отношению к углекислому газу - основному загрязняющему компоненту этановой фракции; поглощение тяжелых углеводородов из метановой фракции цеолитом в процессе его охлаждения происходит, но на уровне, не оказывающем на стадии адсорбции заметного отрицательного влияния на качество очищаемой этановой фракции;
- вследствие низкого уровня поглощения цеолитом из метановой фракции сернистых соединений и углекислого газа на стадии его охлаждения (по сравнению с использованием для этих целей товарного газа) предотвращается снижение адсорбционной емкости цеолита, восстановленной в процессе его регенерации, что позволяет изменить циклограмму работы адсорбера в сторону увеличения продолжительности цикла адсорбции, сократить количество циклов регенерации в год и увеличить срок службы цеолита.
- содержание в метановой фракции незначительного остаточного количества сернистых соединений и углеводородов С3+, несопоставимого с содержанием этих компонентов в товарном газе, позволило, несмотря на больший размер входных окон пор цеолита СаА по сравнению с цеолитом NaA, применить для очистки этановой фракции цеолит СаА, как обладающий большей адсорбционной способностью по отношению к углекислому газу - основному загрязняющему компоненту этановой фракции; поглощение тяжелых углеводородов из метановой фракции цеолитом в процессе его охлаждения происходит, но на уровне, не оказывающем на стадии адсорбции заметного отрицательного влияния на качество очищаемой этановой фракции;
- вследствие низкого уровня поглощения цеолитом из метановой фракции сернистых соединений и углекислого газа на стадии его охлаждения (по сравнению с использованием для этих целей товарного газа) предотвращается снижение адсорбционной емкости цеолита, восстановленной в процессе его регенерации, что позволяет изменить циклограмму работы адсорбера в сторону увеличения продолжительности цикла адсорбции, сократить количество циклов регенерации в год и увеличить срок службы цеолита.
Известно использование метановой фракции для регенерации цеолита процесса осушки и очистки природного газа от сернистых соединений с целью сохранения восстановленной в процессе регенерации адсорбционной емкости цеолита, что позволяет изменить циклограмму работы адсорберов в сторону увеличения стадии адсорбции.
В заявляемом техническом решении применение метановой фракции для регенерации и охлаждения цеолита, кроме известного технического результата, позволяет, несмотря на применение цеолита с большим размером входных окон, предотвратить попадание в очищаемый продукт - этановую фракцию тяжелых углеводородов и других примесей, по которым этановая фракция имеет жесткие ограничения. Таким образом, в заявляемом способе данный признак обеспечивает появление нового технического результата.
Технический результат, получаемый за счет осуществления регенерации цеолита при пониженном давлении и, вследствие этого, при пониженной температуре (210-230oС) состоит в обеспечении возможности сохранения адсорбционной емкости цеолита в процессе регенерации вследствие предотвращения деструкции тяжелых углеводородов и меркаптанов, поглощенных в процессе адсорбции. Кроме того, проведение регенерации и охлаждения цеолита при давлении, незначительно отличающимся от давления адсорбции, и исключение таким образом перепада давления при переходе со стадии адсорбции в режим регенерации, снижает динамическую нагрузку на цеолит, уменьшает истирание его частиц и разрушение вторичной пористости. Уменьшение физического износа цеолита наряду с сохранением его адсорбционной емкости в процессе регенерации (за счет исключения закоксовывания) позволяет увеличить срок службы цеолита.
Незначительное превышение давления адсорбции над давлением потока газа регенерации и охлаждения (на 1-3 кг/см2) позволяет предотвратить попадание насыщенного газа регенерации через возможные неплотности вентилей в поток очищаемой этановой фракции на стадии адсорбции.
Возможность подачи насыщенного газа регенерации в магистраль товарного газа обусловлена тем, что по содержанию загрязнений насыщенный газ регенерации цеолита процесса осушки и очистки этановой фракции соответствует требованиям к товарному газу, согласно которым содержание сероводорода в товарном газе не должно превышать 0,02 г/м3, меркаптанов - 36 мг/л.
Технический результат, получаемый за счет подачи насыщенного газа регенерации цеолита в магистраль товарного газа, в заявляемом техническом решении состоит не только в исключении необходимости повторной переработки значительного объема газа регенерации и получении дополнительного объема товарного газа, но и в обеспечении возможности проведения регенерации при давлении, незначительно превышающим давление всаса I ступени компрессоров магистрали товарного газа, которое составляет обычно 14-16 кг/см2, что сопоставимо с давлением адсорбции: 21-25 кг/см2; соответственно снижению давления появляется возможность снизить температуру регенерации до 210-230oС.
Таким образом, новая совокупность взаимообусловленных признаков, новый технический результат позволяют сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "изобретательский уровень".
На чертеже представлена блок-схема установки адсорбционной осушки и очистки этановой фракции, иллюстрирующая предлагаемый способ.
Способ осуществляют следующим образом.
Этановая фракция, получаемая путем низкотемпературного разделения на блоке 1 природного газа, предварительно осушенного и очищенного от основного количества сернистых соединений на блоке 2, по линии 3 под давлением 21-25 кг/см2 поступает в адсорберы 4, заполненные цеолитом СаА. Метановая фракция, полученная на блоке 1 низкотемпературной конденсации и ректификации, направляется по линии 5 на всас компрессоров 6 магистрали 7 товарного газа, широкая фракция легких углеводородов (ШФЛУ) - на дальнейшую переработку. В качестве газа регенерации на блоке 2 адсорбционной осушки и очистки природного газа используется метановая фракция, полученная на блоке 1 низкотемпературной конденсации и ректификации. Насыщенный газ регенерации блока 2 адсорбционной осушки и очистки природного газа направляется на повторную осушку и сероочистку на блоке 8 низкотемпературной масляной абсорбции, откуда направляется в магистраль 7 товарного газа.
Контактируя с цеолитами СаА в адсорберах 4, этановая фракция осушается и очищается от остаточных количеств сернистых соединений (сероводорода, меркаптанов, сероокиси и сероуглерода) и от углекислого газа. Одновременно поглощаются цеолитом также содержащиеся в этановой фракции остаточные количества углеводородов С3+. Осушенная и очищенная этановая фракция (марка А) в соответствии с требованиями ТУ 0272-022-00151638-99 содержит следующие компоненты (мас.%):
- C1≤2,0;
- С2≤95,0;
- С3≤3,0;
- С4-0,0;
- СO2≤0,02;
- общая сера ≤ 0,002
- H2S≤0,002
Осушенная и очищенная этановая фракция направляется по линии 9 потребителю.
- C1≤2,0;
- С2≤95,0;
- С3≤3,0;
- С4-0,0;
- СO2≤0,02;
- общая сера ≤ 0,002
- H2S≤0,002
Осушенная и очищенная этановая фракция направляется по линии 9 потребителю.
Регенерация цеолита СаА в адсорбере, прошедшем цикл адсорбции, производится путем подвода тепла с помощью нагретой в печи 10 до температуры 210-230oС метановой фракции, полученной путем низкотемпературного разделения на блоке 1 предварительно осушенного и очищенного природного газа; газ регенерации - метановую фракцию направляют в адсорбер по линии 11 под давлением 20-24 кг/см2 (на 1-3 кг/см2 ниже давления адсорбции). При регенерации цеолита десорбируются поглощенные в процессе адсорбции тяжелые углеводороды, углекислый газ, сероводород, меркаптаны и пары воды. Вследствие пониженной температуры газа регенерации деструкция тяжелых углеводородов и меркаптанов не происходит (массовое разложение меркаптанов с образованием "кокса" идет при температуре ложение меркаптанов с образованием "кокса" идет при температуре 250oС), адсорбционная емкость цеолита восстанавливается практически полностью. Насыщенный газ регенерации цеолита процесса осушки и очистки этановой фракции под давлением 18-20 кг/см2 (несколько сниженным по сравнению с первоначальным после прохождения через цеолит) направляется по линии 12 на всас компрессоров 6 (где давление составляет 16-18 кг/см2) магистрали 7 товарного газа. Содержание в насыщенном газе регенерации сероводорода, меркаптанов и углекислого газа не превышает уровень, установленный требованиями на товарный газ. После проведения регенерации адсорбер переключается на охлаждение, которое производится путем подачи газа охлаждения (метановой фракции) по линии 13 под давлением на 1-3 кг/см2 ниже давления адсорбции. Газ охлаждения, нагретый при охлаждении цеолита, с верха адсорбера направляется по линии 14 для подогрева в печи 10 до температуры 210-230oС и далее по линии 11 в другой адсорбер, прошедший стадию адсорбции, для регенерации цеолита.
Пример. Проводились опытно-промышленные испытания предлагаемого изобретения на установке адсорбционной осушки и очистки этановой фракции от сернистых соединений и углекислого газа Гелиевого завода ООО "Оренбурггазпром". Этановую фракцию, получаемую на блоке низкотемпературной конденсации и ректификации, подвергали осушке и очистке от сернистых соединений, углеводородов С3+ и углекислого газа на установке адсорбционной осушки и очистки этановой фракции.
В адсорберы загрузили цеолит СаА. Давление на стадии адсорбции составляло 21-25 кг/см2.
В качестве газа регенерации использовали метановую фракцию, полученную на блоке низкотемпературного разделения природного газа.
Давление регенерации поддерживали на уровне 20-24 кг/см2, при этом всегда на 1-3 кг/см2 ниже конкретного уровня давления на стадии адсорбции. Как показали испытания, давление регенерации всегда должно быть немного ниже давления адсорбции, чтобы не было подмешивания насыщенного газа регенерации в поток этановой фракции, подаваемый на осушку и очистку при переключении адсорбера из режима регенерации в режим адсорбции. Разница в давлении адсорбции и регенерации больше, чем 3 кг/см2, не требуется, превышение этой величины нежелательно из-за вредного влияния перепада давления на структуру цеолита. Разницу в давлении ниже 1 кг/см2 проконтролировать сложно по технологическим причинам. Нижняя граница давления регенерации была обусловлена также давлением на всасе компрессоров магистрали товарного газа, куда направляли насыщенный газ регенерации после адсорберов. Давление на всасе составляло 14-16 кг/см2. Давление насыщенного газа регенерации на выходе из адсорберов составляло 18-20 кг/см2. Состав насыщенного газа регенерации - метановой фракции - на выходе из адсорберов соответствовал требованиям к товарному газу, а именно: максимальное содержание сероводорода в нем составило 4 мг/м3 (в товарном газе максимальное содержание сероводорода регламентировано на уровне 20 мг/м3), а максимальное содержание меркаптанов - 8,53 мг/м3 (в товарном газе - 36/ мг/м3).
Испытания установки с применением заявляемого способа показали его высокую эффективность:
- качество получаемого этана соответствует марке А согласно ТУ 0272-022-00151638-99. При этом максимальное содержание пропана в этановой фракции, полученной по известному способу, составило 1,5 мас.%, бутан отсутствует;
- за счет снижения физического износа и исключения закоксовывания цеолита норма его расхода составила 0,14 кг/т этановой фракции;
- продолжительность стадии адсорбции по предлагаемому способу составила 18 ч;
- снизились расходы на получение товарного газа за счет исключения необходимости повторной сероочистки газа регенерации на 180 руб. на 1000 м3.
- качество получаемого этана соответствует марке А согласно ТУ 0272-022-00151638-99. При этом максимальное содержание пропана в этановой фракции, полученной по известному способу, составило 1,5 мас.%, бутан отсутствует;
- за счет снижения физического износа и исключения закоксовывания цеолита норма его расхода составила 0,14 кг/т этановой фракции;
- продолжительность стадии адсорбции по предлагаемому способу составила 18 ч;
- снизились расходы на получение товарного газа за счет исключения необходимости повторной сероочистки газа регенерации на 180 руб. на 1000 м3.
Claims (1)
- Способ осушки и очистки этановой фракции от сернистых соединений и углекислого газа, отличающийся тем, что осуществляют путем адсорбции цеолитом под давлением с последующими регенерацией и охлаждением цеолита с помощью газа регенерации и охлаждения, при этом в качестве газа регенерации и охлаждения цеолита используют метановую фракцию, в качестве цеолита - цеолит СаА, регенерацию последнего осуществляют при температуре 210-230°С и давлении на 1-3 кг/см2 ниже давления адсорбции, а насыщенный газ регенерации цеолита подают на всас компрессора магистрали товарного газа.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002122351/15A RU2221626C1 (ru) | 2002-08-15 | 2002-08-15 | Способ осушки и очистки этановой фракции |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002122351/15A RU2221626C1 (ru) | 2002-08-15 | 2002-08-15 | Способ осушки и очистки этановой фракции |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2221626C1 true RU2221626C1 (ru) | 2004-01-20 |
| RU2002122351A RU2002122351A (ru) | 2004-12-27 |
Family
ID=32091581
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002122351/15A RU2221626C1 (ru) | 2002-08-15 | 2002-08-15 | Способ осушки и очистки этановой фракции |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2221626C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2548082C1 (ru) * | 2014-02-12 | 2015-04-10 | Игорь Анатольевич Мнушкин | Установка переработки газов регенерации цеолитов |
-
2002
- 2002-08-15 RU RU2002122351/15A patent/RU2221626C1/ru active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2548082C1 (ru) * | 2014-02-12 | 2015-04-10 | Игорь Анатольевич Мнушкин | Установка переработки газов регенерации цеолитов |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105749699B (zh) | 一种全温程变压吸附气体分离提纯与净化的方法 | |
| JP5873228B2 (ja) | メタンに富むガス流の精製のための方法および装置 | |
| CA2863650C (en) | Heavy hydrocarbon removal process | |
| CN1322912C (zh) | 含氢和硫化氢的气体混合物的处理方法 | |
| US4581044A (en) | Process for separating carbonic acid gas from methane-rich gas | |
| FR2882941A1 (fr) | Procede de purification d'un gaz naturel par adsorption des mercaptans | |
| RU2613914C9 (ru) | Способ переработки природного углеводородного газа | |
| WO2009116671A1 (ja) | 高炉ガスの分離方法および装置 | |
| US20210402347A1 (en) | Process and plant for removing disruptive components from raw synthesis gas | |
| US20180126299A1 (en) | Temperature swing adsorption process and apparatus with closed loop regeneration | |
| CN112292189B (zh) | 用于重质烃去除的变温吸附方法 | |
| RU2717052C1 (ru) | Способ и установка адсорбционной осушки и очистки природного газа | |
| RU2221626C1 (ru) | Способ осушки и очистки этановой фракции | |
| KR100979875B1 (ko) | 탄화수소 유분으로부터 노말파라핀을 분리하는 방법 | |
| RU2637242C1 (ru) | Способ регенерации адсорбента процесса осушки и очистки углеводородного газа (варианты) и система для его осуществления | |
| FR2868962A1 (fr) | Procede de purification d'un gaz naturel par adsorption des mercaptans. | |
| JP2006335866A (ja) | 低硫黄軽質炭化水素油の製造方法 | |
| JP4758711B2 (ja) | ガスハイドレート製造の前処理方法 | |
| CN114478177A (zh) | 用于回收天然气裂解炭黑尾气中甲烷的装置、方法及其应用 | |
| RU2240176C1 (ru) | Способ регенерации цеолита процесса осушки и очистки природного газа от сернистых соединений | |
| Fayzullaev et al. | Cleaning of natural gas from sulphur preservative compounds | |
| FR2884154A1 (fr) | Procede de purification d'un gaz naturel par adsorption des mercaptans | |
| RU2821526C1 (ru) | Адсорбционная установка очистки природного газа | |
| US20240059634A1 (en) | Hydrocarbon recovery unit with recycle loop for adsorbent bed regeneration | |
| RU2821527C1 (ru) | Адсорбционная установка очистки углеводородного газа |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| HE4A | Change of address of a patent owner | ||
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20181030 |