RU2379103C1 - Sorbent, method of preparing said sorbent and method of drying hydrocarbons - Google Patents
Sorbent, method of preparing said sorbent and method of drying hydrocarbons Download PDFInfo
- Publication number
- RU2379103C1 RU2379103C1 RU2008130124/15A RU2008130124A RU2379103C1 RU 2379103 C1 RU2379103 C1 RU 2379103C1 RU 2008130124/15 A RU2008130124/15 A RU 2008130124/15A RU 2008130124 A RU2008130124 A RU 2008130124A RU 2379103 C1 RU2379103 C1 RU 2379103C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sorbent
- drying
- hydrocarbons
- calcium chloride
- temperature
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к области сорбционных технологий осушки углеводородов, а именно к сорбентам на основе хлорида кальция, их получению и использованию в процессах нефтеперерабатывающей и нефтехимической отраслей промышленности.The invention relates to the field of sorption technologies for the drying of hydrocarbons, namely to sorbents based on calcium chloride, their production and use in the processes of the oil refining and petrochemical industries.
Осушка относится к важным стадиям осуществления различных промышленных процессов синтеза и переработки углеводородов. При этом в целом ряде случаев специфической особенностью осушаемых потоков является наличие в них легкополимеризующихся компонентов. Последнее создает проблему выбора и применения соответствующих сорбентов, решение которой требует поиска компромиссного сочетания таких показателей, как глубина осушки, влагоемкость, каталитическая активность, регенерируемость и общий срок службы сорбента.Drying refers to the important stages in the implementation of various industrial processes for the synthesis and processing of hydrocarbons. Moreover, in a number of cases, a specific feature of drained flows is the presence of readily polymerizable components in them. The latter poses a problem of the selection and use of appropriate sorbents, the solution of which requires a compromise combination of indicators such as drying depth, water capacity, catalytic activity, regenerability, and the overall service life of the sorbent.
Сорбционные технологии осушки углеводородов в основном базируются на применении твердых пористых материалов, наибольшее распространение из которых получили различные силикагели, оксиды алюминия и синтетические цеолиты (Н.В.Кельцев. Основы адсорбционной техники. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Химия, 1984. - 592 с.). Для осушки углеводородов известно также применение композитных сорбентов, представляющих собой гигроскопичные неорганические соли, расположенные на пористом носителе (патенты RU 2169606, 2244588). При этом композитные сорбенты отличаются наибольшей влагоемкостью. Общим недостатком всех этих сорбентов при осушке углеводородов является их каталитическая активность, обусловленная наличием бренстедовских (БКЦ) и льюисовских (ЛКЦ) кислотных центров. Последние вызывают превращения углеводородов в ходе осушки, что приводит к потерям компонентов осушаемых потоков, коксованию сорбентов в ходе термической регенерации, преждевременной потери ими сорбционных и механических свойств, сокращению общего срока службы.Sorption technologies for the drying of hydrocarbons are mainly based on the use of solid porous materials, the most widely used of which are various silica gels, aluminum oxides, and synthetic zeolites (N.V. Keltsev. Fundamentals of adsorption technology. 2nd ed., Revised and additional - M .: Chemistry, 1984. - 592 p.). For the drying of hydrocarbons, it is also known to use composite sorbents, which are hygroscopic inorganic salts located on a porous support (patents RU 2169606, 2244588). At the same time, composite sorbents are characterized by the greatest moisture capacity. A common drawback of all these sorbents during the drying of hydrocarbons is their catalytic activity, due to the presence of the Brandsted (BCC) and Lewis (LCC) acid centers. The latter cause the conversion of hydrocarbons during the drying process, which leads to loss of components of the drained streams, coking of the sorbents during thermal regeneration, premature loss of sorption and mechanical properties by them, and shortening of the overall service life.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является композитный осушитель газов и жидкостей, способ его получения и способ осушки с его использованием (патент RU 2169606, прототип). Композитный осушитель состоит из пористой матрицы и активного влагопоглощающего вещества, помещенного в поры матрицы. В качестве активного влагопоглощающего вещества используют растворы галогенидов, сульфатов, нитратов щелочных и щелочноземельных металлов и их смеси, а в качестве пористой матрицы - неорганические оксиды, пористые угли, природные сорбенты, пористые металлы, пористые композиты или их смеси. Недостатком прототипа является сохранение у композитного осушителя кислотных центров и каталитической активности в превращениях углеводородов, присущих используемой для его приготовления пористой матрице, что характеризует недостаточную стабильность сорбента. Прежде всего, это касается матриц на основе неорганических оксидов и природных сорбентов, в основном имеющих алюмосиликатную природу. Химически инертные матрицы на основе пористых углеродных материалов отличаются повышенной способностью сорбировать углеводороды, могут иметь низкие механические свойства или высокую стоимость.The closest technical solution to the proposed is a composite desiccant of gases and liquids, a method for its production and a method of drying with its use (patent RU 2169606, prototype). The composite desiccant consists of a porous matrix and an active moisture-absorbing substance placed in the pores of the matrix. Solutions of halides, sulfates, nitrates of alkali and alkaline earth metals and their mixtures are used as active moisture-absorbing substances, and inorganic oxides, porous coals, natural sorbents, porous metals, porous composites, or mixtures thereof are used as a porous matrix. The disadvantage of the prototype is that the composite desiccant retains acid sites and catalytic activity in the hydrocarbon conversions inherent in the porous matrix used for its preparation, which characterizes the insufficient stability of the sorbent. First of all, this concerns matrices based on inorganic oxides and natural sorbents, mainly of aluminosilicate nature. Chemically inert matrices based on porous carbon materials are characterized by an increased ability to absorb hydrocarbons; they can have low mechanical properties or high cost.
Основной задачей данного изобретения является разработка нового сорбента для осушки углеводородов с повышенной стабильностью осушающих свойств при многократном использовании в циклах осушка-регенерация и возможностью получения из доступного неорганического сырья.The main objective of this invention is the development of a new sorbent for drying hydrocarbons with increased stability of drying properties during repeated use in drying-regeneration cycles and the possibility of obtaining from available inorganic raw materials.
В качестве решения поставленной задачи предлагается сорбент на основе хлорида кальция, расположенного в порах твердого тела - матрицы, которая является композицией оксидов алюминия, кальция и бора, при следующем содержании компонентов сорбента, мас.%: Аl2О3 - 50-80; В2O3 - 5-30; СаО - 10-11; СаСl2 - 5-30. Суммарная концентрация бренстедовских и льюисовских кислотных центров на поверхности сорбента составляет не более 7 мкмоль/г.As a solution to this problem, a sorbent based on calcium chloride located in the pores of a solid body — a matrix, which is a composition of aluminum, calcium and boron oxides, with the following content of sorbent components, wt.%: Al 2 O 3 - 50-80; In 2 O 3 - 5-30; CaO - 10-11; CaCl 2 - 5-30. The total concentration of the Brandsted and Lewis acid centers on the surface of the sorbent is not more than 7 μmol / g.
Способ получения сорбента для осушки углеводородов включает одновременное смешение гидрата оксида алюминия псевдобемитной структуры с ортоборной кислотой и хлоридом кальция, формование в гранулы, сушку и прокаливание высушенных гранул при температуре 500-700°С с получением сорбента, имеющего следующий состав, мас.%: Аl2О3 - 50-80; В2О3 - 5-30; СаО - 10-11; CaCl2 - 5-30.A method of producing a sorbent for drying hydrocarbons involves the simultaneous mixing of alumina hydrate of a pseudoboehmite structure with orthoboric acid and calcium chloride, molding into granules, drying and calcining the dried granules at a temperature of 500-700 ° C to obtain a sorbent having the following composition, wt.%: Al 2 O 3 - 50-80; In 2 O 3 - 5-30; CaO - 10-11; CaCl 2 - 5-30.
Способ осушки углеводородов включает контактирование углеводородов с предлагаемым сорбентом при температуре 0-40°С и регенерацию сорбента при температуре 150-200°С в токе газа, состоящего из углеводородов C1-C4, водорода, азота.The method of drying hydrocarbons involves contacting the hydrocarbons with the proposed sorbent at a temperature of 0-40 ° C and regenerating the sorbent at a temperature of 150-200 ° C in a stream of gas consisting of C 1 -C 4 hydrocarbons, hydrogen, nitrogen.
Химический состав сорбента устанавливают по данным атомно-эмиссионного анализа. Содержание свободного хлорида кальция в сорбенте дополнительно контролируют по потерям массы сорбента в результате его длительного промывания водой. Суммарное содержание БКЦ и ЛКЦ у сорбента оценивается по измерениям адсорбции пиридина методом ИК-спектроскопии [Е.А.Паукштис. Инфракрасная спектроскопия в гетерогенном кислотно-основном катализе. - Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1992. - 255 с.]. Химический состав сорбентов (заявляемого и по прототипу), а также суммарная концентрация БКЦ и ЛКЦ на их поверхности представлены в таблице 1.The chemical composition of the sorbent is determined according to atomic emission analysis. The content of free calcium chloride in the sorbent is additionally controlled by the weight loss of the sorbent as a result of its prolonged washing with water. The total content of BCC and LCC in the sorbent is estimated by measuring pyridine adsorption by IR spectroscopy [E.A. Paukshtis. Infrared spectroscopy in heterogeneous acid-base catalysis. - Novosibirsk: Science. Sib. Department, 1992. - 255 p.]. The chemical composition of the sorbents (claimed and prototype), as well as the total concentration of BCC and LCC on their surface are presented in table 1.
Сущность изобретения иллюстрируется следующими примерами.The invention is illustrated by the following examples.
Пример 1. Сорбент получают смешением гидрата оксида алюминия псевдобемитной структуры с ортоборной кислотой и хлоридом кальция, формованием в гранулы, сушкой и прокаливанием. Гидрат оксида алюминия псевдобемитной структуры (70 мас.% в расчете на Аl2О3), ортоборную кислоту (5 мас.% в расчете на В2O3) и 25 мас.% хлорида кальция перемешивают при комнатной температуре, формуют, сушат при 150°С и затем прокаливают при 600°С. Получают сорбент в виде цилиндрических гранул диаметром 3-4 мм.Example 1. The sorbent is obtained by mixing alumina hydrate of pseudoboehmite structure with orthoboric acid and calcium chloride, molding into granules, drying and calcining. Alumina hydrate of pseudoboehmite structure (70 wt.% Calculated on Al 2 O 3 ), orthoboric acid (5 wt.% Calculated on В 2 O 3 ) and 25 wt.% Calcium chloride are stirred at room temperature, formed, dried at 150 ° C and then calcined at 600 ° C. Get the sorbent in the form of cylindrical granules with a diameter of 3-4 mm
1,16 кг сорбента загружают в адсорбер (диаметр - 0,03 м, длина - 2,2 м) и регенерируют при 200°С в токе метанводородной фракции, содержащей: водород - 38,64 об.%, метан - 56,60 об.%, этилен - 0,70 об.%, этан - 0,02 об.%, пропилен - 1,75 об.%, пропан - 0,51 об.%, бутаны - 1,78 об.%.1.16 kg of sorbent is loaded into the adsorber (diameter - 0.03 m, length - 2.2 m) and regenerated at 200 ° C in a stream of methane-hydrogen fraction containing: hydrogen - 38.64 vol.%, Methane - 56.60 vol.%, ethylene - 0.70 vol.%, ethane - 0.02 vol.%, propylene - 1.75 vol.%, propane - 0.51 vol.%, butanes - 1.78 vol.%.
В качестве осушаемой среды используют пирогаз (водород - 22,05 об.%, метан - 20,69 об.%, этилен - 29,88 об.%, этан - 16,78 об.%, пропилен - 6,53 об.%, пропан - 3,37 об.%, бутены, дивинил - 0,70 об.%), полученный в результате пиролиза углеводородного сырья. Температура процесса осушки пирогаза 24°С, давление 3,0 МПа, скорость подачи пирогаза 0,5 м3/час, начальная влажность пирогаза составляет 0,0217 кг/м3. Процесс осушки пирогаза проводят до тех пор, пока величина температуры точки росы осушенного пирогаза не составит более минус 60°С. Динамическую влагоемкость сорбента оценивают из результатов взвешивания сорбента после осушки и расчетным путем из динамической кривой. Цикл регенерация-осушка повторяют на сорбенте 20 раз. Значения динамической влагоемкости сорбента, достигаемые в каждом цикле, представлены в таблице 2.Pyrogas is used as a drained medium (hydrogen - 22.05 vol.%, Methane - 20.69 vol.%, Ethylene - 29.88 vol.%, Ethane - 16.78 vol.%, Propylene - 6.53 vol. %, propane - 3.37 vol.%, butenes, divinyl - 0.70 vol.%), obtained as a result of pyrolysis of hydrocarbon feedstocks. The temperature of the drying process of the pyrogas is 24 ° C, the pressure is 3.0 MPa, the feed rate of the pyrogas is 0.5 m 3 / h, the initial humidity of the pyrogas is 0.0217 kg / m 3 . The drying process of the pyrogas is carried out until the dew point temperature of the dried pyrogas is more than minus 60 ° C. The dynamic moisture capacity of the sorbent is estimated from the results of weighing the sorbent after drying and by calculation from a dynamic curve. The regeneration-drying cycle is repeated on the sorbent 20 times. The values of the dynamic moisture capacity of the sorbent achieved in each cycle are presented in table 2.
Пример 2. Аналогично примеру 1, но в качестве сорбента применяют сорбент по прототипу, полученный путем пропитки оксида алюминия раствором хлорида кальция и сушки при 200°С.Example 2. Analogously to example 1, but the sorbent used is a sorbent according to the prototype, obtained by impregnating alumina with a solution of calcium chloride and drying at 200 ° C.
Начальные значения динамической влагоемкости разработанного сорбента и прототипа являются близкими (27,6 и 29,3 г/100 г соответственно), что связано с близким содержанием хлорида кальция в обоих материалах (15,41 и 17,45 мас.% соответственно). Однако, как видно из данных, представленных в таблице 1, разработанный сорбент по сравнению с прототипом характеризуется почти в три раза более низким содержанием кислотных центров, что приводит к тому, что в ходе многоцикловых испытаний в процессе осушки пирогаза (таблица 2) разработанный сорбент показывает себя более стабильным и регенерируемым. За двадцать рабочих циклов динамическая влагоемкость разработанного сорбента снизилась на 3,4 г/100 г и в последнем цикле составила не менее 24,2 г/100 г. В этих же условиях динамическая влагоемкость прототипа упала на 8,9 г/100 г и в последнем цикле составила 20,4 г/100 г.The initial values of the dynamic moisture capacity of the developed sorbent and prototype are close (27.6 and 29.3 g / 100 g, respectively), which is associated with a similar content of calcium chloride in both materials (15.41 and 17.45 wt.%, Respectively). However, as can be seen from the data presented in table 1, the developed sorbent in comparison with the prototype is characterized by almost three times lower content of acid centers, which leads to the fact that during the multi-cycle tests during the drying of the pyrogas (table 2), the developed sorbent shows more stable and regenerable. Over twenty working cycles, the dynamic moisture capacity of the developed sorbent decreased by 3.4 g / 100 g and in the last cycle amounted to at least 24.2 g / 100 g. Under the same conditions, the dynamic moisture capacity of the prototype dropped by 8.9 g / 100 g and the last cycle was 20.4 g / 100 g.
Таким образом, по сравнению с прототипом разработанный сорбент отличается повышенной стабильностью своих осушающих свойств при многократном использовании в циклах осушка-регенерация. Для получения сорбента, как и для получения прототипа, возможно использование доступного неорганического сырья. Использование разработанного сорбента для осушки углеводородов, в частности пирогаза, а также других сред, содержащих легкополимеризующиеся компоненты, позволит повысить продолжительность и надежность работы установок осушки, минимизировать потери осушаемых компонентов.Thus, in comparison with the prototype, the developed sorbent is characterized by increased stability of its drying properties during repeated use in the drying-regeneration cycles. To obtain the sorbent, as well as to obtain a prototype, it is possible to use available inorganic raw materials. The use of the developed sorbent for drying hydrocarbons, in particular pyrogas, as well as other media containing readily polymerizable components, will increase the duration and reliability of the operation of drying plants, and minimize the loss of drained components.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008130124/15A RU2379103C1 (en) | 2006-02-09 | 2006-02-09 | Sorbent, method of preparing said sorbent and method of drying hydrocarbons |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008130124/15A RU2379103C1 (en) | 2006-02-09 | 2006-02-09 | Sorbent, method of preparing said sorbent and method of drying hydrocarbons |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2379103C1 true RU2379103C1 (en) | 2010-01-20 |
Family
ID=42120641
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008130124/15A RU2379103C1 (en) | 2006-02-09 | 2006-02-09 | Sorbent, method of preparing said sorbent and method of drying hydrocarbons |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2379103C1 (en) |
-
2006
- 2006-02-09 RU RU2008130124/15A patent/RU2379103C1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5827231B2 (en) | Solid adsorbent for purifying hydrocarbon streams, method for producing the same and method for removing contaminants from hydrocarbon streams using the same | |
Lee et al. | Reversible chemisorbents for carbon dioxide and their potential applications | |
US8680344B2 (en) | Molecular sieve adsorbent blends and uses thereof | |
KR101017697B1 (en) | Adsorbents for purification of C2-C3 olefins | |
Okunev et al. | Sorption of carbon dioxide from wet gases by K2CO3-in-porous matrix: influence of the matrix nature | |
CN1680001A (en) | Hydrocarbon separation method | |
Wang et al. | Preparation, characterization, and catalytic properties of clay-based nickel catalysts for methane reforming | |
CN105289477B (en) | The adsorbent of imurity-removal and its application in coal chemical industry olefin stream | |
JPH09506543A (en) | Combined adsorbent / catalyst system | |
RU2682525C2 (en) | Aluminum oxide-based adsorbent containing sodium and alloyed with alkaline element for trapping of acidic molecules | |
Song et al. | Acetylene hydrochlorination over 13X zeolite catalysts at high temperature | |
RU2451542C2 (en) | Carbon dioxide absorbent, method of making said absorbent (versions) and method of using said absorbent | |
US3164453A (en) | Water removal from gas mixtures | |
RU2379103C1 (en) | Sorbent, method of preparing said sorbent and method of drying hydrocarbons | |
CN108607530A (en) | A kind of method of desulfurizing agent and preparation method thereof and deep removal sulfur dioxide | |
RU2705065C1 (en) | Method of natural gas adsorption drying and purification | |
JPH08243383A (en) | Hydrphobic deodorant and method for regenerating same | |
US20190143294A1 (en) | A process for preparing metal oxide-based chloride absorbent using natural binder and product obtained therefrom | |
CA1226858A (en) | Inorganic oxide sorbents | |
RU2343963C1 (en) | Method of circulation gas drying in process of catalytic reforming | |
RU2606115C2 (en) | Method of purifying olefinic feedstock using adsorbent comprising zeolite of 12mr type | |
RU2288209C1 (en) | Method of producing methanol | |
RU2288026C1 (en) | Method of removing methanol vapors from gas mixtures | |
WO2007091911A1 (en) | Sorbent a method for the production thereof and hydrocarbon drying method | |
Regufe et al. | CO Adsorbents |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20200303 |
|
PD4A | Correction of name of patent owner |