RU2500460C1 - Device and method for amine treatment of gas - Google Patents
Device and method for amine treatment of gas Download PDFInfo
- Publication number
- RU2500460C1 RU2500460C1 RU2012131313/05A RU2012131313A RU2500460C1 RU 2500460 C1 RU2500460 C1 RU 2500460C1 RU 2012131313/05 A RU2012131313/05 A RU 2012131313/05A RU 2012131313 A RU2012131313 A RU 2012131313A RU 2500460 C1 RU2500460 C1 RU 2500460C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- absorbent
- gas
- absorber
- stripper
- section
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к процессам очистки газов и может быть использовано в нефтегазовой, нефтеперерабатывающей, химической и нефтехимической промышленности для абсорбционной очистки технологических газов от кислых компонентов с использованием водных растворов алканоламинов.The invention relates to gas purification processes and can be used in the oil and gas, oil refining, chemical and petrochemical industries for the absorption cleaning of process gases from acidic components using aqueous solutions of alkanolamines.
Известна установка двухступенчатой аминовой очистки сероводородсодержащего углеводородного газа абсорбентом - водным раствором моноэтаноламина [Б.И. Бондаренко ред. Альбом технологических схем процессов переработки нефти и газа. - М.: Изд-во РГУ, 2003, с.91-92], каждая из ступеней которой содержит абсорбер колонного типа с насадкой или тарелками, редукционный клапан, тарельчатый десорбер колонного типа с кипятильником, холодильником кислого газа, сепаратором кислого газа и насосом подачи орошения, а также циркуляционный насос абсорбента, рекуперационный теплообменник и холодильник регенерированного абсорбента, кроме того, установка укомплектована сепаратором очищаемого газа и устройством для очистки абсорбента от продуктов разложения.A known installation of a two-stage amine purification of hydrogen sulfide-containing hydrocarbon gas with an absorbent - an aqueous solution of monoethanolamine [B.I. Bondarenko ed. An album of technological schemes of oil and gas refining processes. - M .: Publishing House of the Russian State University, 2003, pp. 91-92], each of the stages of which contains a column type absorber with a nozzle or plates, a pressure reducing valve, a column type plate stripper with a boiler, an acid gas refrigerator, an acid gas separator and a pump the irrigation feed, as well as the absorbent circulation pump, recuperative heat exchanger and cooler of the regenerated absorbent, in addition, the installation is equipped with a cleaned gas separator and a device for cleaning the absorbent from decomposition products.
Известен способ удаления кислых газов, включающий их абсорбцию из газообразной смеси абсорбентом - водным раствором диметилэтаноламина с концентрацией 40-70%, и последующую регенерацию абсорбента [Патент РФ №2087181, МПК B01D 53/14, B01D 53/52, B01D 53/62, опубл. 20.08.1997 г.], в котором описано также и устройство, включающее абсорбер тарельчатого типа, редукционный клапан, десорбер тарельчатого типа с подогревателем, циркуляционным насосом абсорбента, воздушным холодильником кислого газа, сепаратором кислого газа и насосом подачи орошения, а также рекуперационный теплообменник и холодильник регенерированного абсорбента.A known method of removing acidic gases, including their absorption from a gaseous mixture with an absorbent - an aqueous solution of dimethylethanolamine with a concentration of 40-70%, and subsequent regeneration of the absorbent [RF Patent No. 2087181, IPC B01D 53/14, B01D 53/52, B01D 53/62, publ. 08/20/1997], which also describes a device including a plate type absorber, a pressure reducing valve, a plate type stripper with a heater, an absorbent circulation pump, an acid gas cooler, an acid gas separator and an irrigation pump, as well as a recovery heat exchanger and regenerated absorbent refrigerator.
Недостатком известных устройств является большая высота колонных аппаратов, большое число единиц оборудования, в том числе насосов, и его высокая металлоемкость.A disadvantage of the known devices is the high height of the column apparatus, a large number of pieces of equipment, including pumps, and its high metal consumption.
Согласно известному способу газ, который подвергается обработке, подают в низ тарельчатого абсорбера, на верх которого одновременно подают абсорбционный раствор (абсорбент). Очищенный газ выводят с верха абсорбера. Абсорбент, насыщенный кислым газом, выводят из нижней части абсорбера и, после сброса давления в редукционном клапане и подогрева в теплообменнике, направляют в среднюю часть тарельчатой регенерационной колонны (десорбера). С низа десорбера, снабженного подогревателем, регенерированный абсорбент подают циркуляционным насосом в абсорбер после охлаждения в рекуперационном теплообменнике и холодильнике регенерированного абсорбента. Пары с верха десорбера охлаждают и сепарируют с выделением кислого газа, выводимого с установки, и конденсата, возвращаемого в качестве орошения в верхнюю часть десорбера. Отмечается, что при необходимости очищенный газ после вывода из абсорбера может быть дополнительно промыт небольшим количеством воды, чтобы предотвратить потерю растворителя с очищенным газом.According to the known method, the gas that is being processed is fed to the bottom of the disk-shaped absorber, on top of which an absorption solution (absorbent) is simultaneously fed. The purified gas is discharged from the top of the absorber. The sorbent saturated with acid gas is removed from the lower part of the absorber and, after depressurization in the pressure reducing valve and heating in the heat exchanger, is sent to the middle part of the plate-shaped regeneration column (stripper). From the bottom of the stripper equipped with a heater, the regenerated absorbent is fed by a circulation pump to the absorber after cooling in the recovery heat exchanger and cooler of the regenerated absorbent. Vapors from the top of the stripper are cooled and separated with the release of acid gas discharged from the plant and condensate returned as irrigation to the upper part of the stripper. It is noted that, if necessary, the purified gas after being removed from the absorber can be additionally washed with a small amount of water to prevent loss of solvent with the purified gas.
Недостатком известных способов является высокая кратность циркуляции абсорбента и связанные с этим большие затраты электрической энергии на циркуляцию абсорбента и тепла для его регенерации.A disadvantage of the known methods is the high multiplicity of circulation of the absorbent and the associated large expenditures of electrical energy for the circulation of the absorbent and heat for its regeneration.
Наиболее близка к предлагаемому изобретению установка для аминовой очистки углеводородных газов от диоксида углерода и сероводорода [Патент РФ №2033246, МПК B01D 53/18, опубл. 20.04.1995 г.], которая содержит сепаратор для отделения воды и углеводородного конденсата из очищаемого газа, абсорбер для очистки газов от двуокиси углерода и сероводорода с выносным холодильником абсорбента в средней части абсорбера и сепаратором для отделения воды и углеводородного конденсата из очищенного газа, десорбер для регенерации абсорбента с испарителем, циркуляционным насосом абсорбента, воздушным холодильником кислого газа, сепаратором кислого газа и насосом подачи орошения, а также рекуперационный теплообменник и промежуточные емкости для абсорбента и кислой воды, подводящие, отводящие трубопроводы газа и технологические трубопроводы.Closest to the proposed invention is a plant for the amine purification of hydrocarbon gases from carbon dioxide and hydrogen sulfide [RF Patent No. 2033246, IPC B01D 53/18, publ. 04/20/1995], which contains a separator for separating water and hydrocarbon condensate from the gas to be cleaned, an absorber for purifying gases from carbon dioxide and hydrogen sulfide with an external absorber cooler in the middle of the absorber and a separator for separating water and hydrocarbon condensate from the purified gas, stripper for regeneration of the absorbent with an evaporator, an absorbent circulation pump, an acid gas cooler, an acid gas separator and an irrigation pump, as well as a recovery heat exchanger and an intermediate Particular containers for absorbent and acid water, inlet, outlet gas pipelines and process pipelines.
Недостатком устройства является большое число единиц оборудования, в том числе насосов, и его большая металлоемкость. В то же время отсутствует оборудование для предотвращения потерь абсорбента с очищенным газом, а также для удаления из абсорбента продуктов его разложения, накапливающихся в ходе эксплуатации, что влечет за собой повышенную коррозию оборудования и снижение срока его службы.The disadvantage of this device is a large number of pieces of equipment, including pumps, and its large metal consumption. At the same time, there is no equipment to prevent losses of absorbent with purified gas, as well as to remove decomposition products from the absorbent that accumulate during operation, which entails increased corrosion of the equipment and a decrease in its service life.
В известном изобретении приводится описание способа аминовой очистки, согласно которому, газ, содержащий сероводород, сепарируют от капельной жидкости и далее направляют в нижнюю часть абсорбера. Одновременно в верхнюю часть абсорбера насосом подают регенерированный абсорбент из промежуточной емкости, отобранный с низа десорбера и охлажденный в теплообменнике. С целью снижения температуры в нижней части абсорбера с помощью выносного холодильника охлаждают абсорбент, перетекающий из верхней в нижнюю часть абсорбера. Описание стадии регенерации абсорбента отсутствует, однако из приведенной конструкции установки следует, что регенерацию абсорбента осуществляют известным способом.The known invention provides a description of the amine purification method, according to which a gas containing hydrogen sulfide is separated from the droplet liquid and then sent to the lower part of the absorber. At the same time, the regenerated absorbent from the intermediate tank, taken from the bottom of the stripper and cooled in the heat exchanger, is pumped into the upper part of the absorber. In order to reduce the temperature in the lower part of the absorber, the absorbent flowing from the upper to the lower part of the absorber is cooled using an external refrigerator. There is no description of the stage of regeneration of the absorbent, however, it follows from the above construction of the installation that the regeneration of the absorbent is carried out in a known manner.
Недостатком способа является высокая кратность циркуляции абсорбента, и, соответственно, большая энергоемкость процесса. Кроме того, из раствора абсорбента с очищенным газом теряются пары амина и воды, а с кислым газом - пары воды, что увеличивает расходные нормы абсорбента и требует постоянной подпитки абсорбента деминерализованной водой. Срок работы абсорбента невелик вследствие его разложения и накопления коррозионно-активных продуктов его разложения и осмоления. Также при осуществлении способа образуется значительное количество кислых сточных вод, требующих дополнительного оборудования для их утилизации.The disadvantage of this method is the high multiplicity of circulation of the absorbent, and, accordingly, the high energy intensity of the process. In addition, amine and water vapors are lost from the absorbent solution with purified gas, and water vapors are lost with acid gas, which increases the consumption rates of the absorbent and requires constant absorption of absorbent with demineralized water. The life of the absorbent is small due to its decomposition and the accumulation of corrosive products of its decomposition and resinification. Also, when implementing the method, a significant amount of acidic wastewater is formed, requiring additional equipment for their disposal.
Задачей изобретения является упрощение устройства и снижение его металлоемкости, а также уменьшение потерь абсорбента, уменьшение расхода деминерализованной воды, снижение энергоемкости процесса и ликвидация водных стоков.The objective of the invention is to simplify the device and reduce its metal consumption, as well as reducing the loss of absorbent, reducing the flow of demineralized water, reducing the energy intensity of the process and eliminating water effluents.
При реализации изобретения достигается следующий технический результат:When implementing the invention, the following technical result is achieved:
- упрощение устройства и снижение его металлоемкости за счет снижения числа единиц оборудования и массогабаритных характеристик абсорбера и десорбера,- simplifying the device and reducing its metal consumption by reducing the number of pieces of equipment and weight and size characteristics of the absorber and stripper,
- уменьшение потерь абсорбента за счет дополнительной промывки очищаемого газа водой в верхней части абсорбера, а также установки каплеулавливающего устройства в абсорбере,- reduction of absorbent losses due to additional washing of the gas to be cleaned with water in the upper part of the absorber, as well as the installation of a droplet-collecting device in the absorber,
- снижение энергоемкости процесса за счет уменьшения кратности циркуляции абсорбента,- reducing the energy intensity of the process by reducing the frequency of circulation of the absorbent,
- уменьшение расхода деминерализованной воды и ликвидация водных стоков за счет предотвращения образования кислой воды.- reducing the flow of demineralized water and eliminating water effluents by preventing the formation of acidic water.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном устройстве, содержащем сепаратор очищаемого газа, абсорбер колонного типа с устройством для охлаждения абсорбента, десорбер колонного типа, насос подачи абсорбента, редукционный клапан, подводящие и отводящие трубопроводы газа, а также технологические трубопроводы, особенность заключается в том, что абсорбер выполнен двухсекционным с каплеулавливающим устройством, верхней насадочной массообменной секцией (например, с пакетно-вихревой насадкой), оснащенной распределительным устройством, и нижней секцией, оснащенной блоком тепломассообменных элементов спирально-радиального типа с распределительным устройством и патрубками ввода и вывода хладагента, а десорбер выполнен трехсекционным, причем, каждая секция оснащена блоками тепломассообменных элементов спирально-радиального типа с распределительными устройствами и патрубками ввода и вывода теплоносителя или хладагента в каждой секции, при этом низ абсорбера расположен выше точки ввода насыщенного абсорбента в десорбер (с учетом разницы давлений в абсорбере и десорбере), а на линии подачи газа в абсорбер дополнительно размещен смеситель очищаемого газа с абсорбентом, и на байпасной линии подачи абсорбента в абсорбер установлено устройство для очистки абсорбента от продуктов разложения, например, путем адсорбционной очистки на синтетическом углеродсодержащем адсорбенте "сибунит.The specified technical result is achieved by the fact that in the known device containing the separator of the gas to be cleaned, a column type absorber with a device for cooling the absorbent, a column type stripper, an adsorbent supply pump, a pressure reducing valve, gas supply and exhaust pipelines, and also technological pipelines, a feature is the fact that the absorber is made two-section with a droplet-collecting device, the upper nozzle mass transfer section (for example, with a packet-vortex nozzle) equipped with a distributor unit, and the lower section, equipped with a block of heat and mass transfer elements of a spiral-radial type with a switchgear and refrigerant inlet and outlet pipes, and the stripper is made three-section, each section is equipped with blocks of heat and mass transfer elements of a spiral-radial type with distribution devices and inlets and outlets coolant or refrigerant in each section, while the bottom of the absorber is located above the point of entry of the saturated absorbent into the stripper (taking into account the pressure difference in bsorbere and stripper) and the gas supply pipe into the absorber is further arranged mixer cleansed gas with an absorbent, and the bypass line supplying the absorbent to the absorber unit is installed for the purification absorbent by decomposition products, e.g., purification by adsorption on synthetic carbonaceous adsorbent "sibunite.
Использование двухсекционного абсорбера с каплеулавливающим устройством, верхней насадочной массообменной секцией, оснащенной распределительным устройством, и нижней секцией, оснащенной блоком тепломассообменных элементов спирально-радиального типа с распределительным устройством и патрубками ввода и вывода хладагента, позволяет:The use of a two-section absorber with a droplet-collecting device, an upper packed mass transfer section equipped with a distribution device, and a lower section equipped with a spiral-radial type heat and mass exchange elements with a distribution device and refrigerant inlet and outlet pipes allows:
- в каплеулавливающем устройстве - сепарировать очищенный газ от капельной жидкости, и таким образом исключить из состава оборудования сепаратор очищенного газа,- in the droplet-collecting device - to separate the purified gas from the dropping liquid, and thus to exclude the purified gas separator from the equipment,
- в верхней секции абсорбера - осуществлять абсорбцию паров амина из очищаемого газа и таким образом снизить потери абсорбента за счет орошения насадки деминерализованной водой, подаваемой для компенсации потерь воды с кислым газом,- in the upper section of the absorber - to absorb the amine vapor from the gas to be cleaned and thus reduce the loss of absorbent due to irrigation of the nozzle with demineralized water supplied to compensate for the loss of water with acid gas,
- в нижней секции абсорбера - проводить абсорбцию кислого газа при одновременном охлаждении абсорбента, что позволяет за счет отвода теплоты абсорбции поддерживать оптимальную температуру абсорбции по всей высоте секции, повысить емкость абсорбента и снизить его расход, и, соответственно, диаметр и массу абсорбера.- in the lower section of the absorber - to carry out the absorption of acid gas while cooling the absorbent, which allows, due to the removal of heat of absorption, to maintain the optimum absorption temperature over the entire height of the section, increase the capacity of the absorbent and reduce its consumption, and, accordingly, the diameter and mass of the absorber.
Использование пакетно-вихревой насадки для абсорбции паров амина деминерализованной водой, а также использование тепломассобменных элементов спирально-радиального типа для абсорбции кислых газов абсорбентом, позволяет снизить высоту колонны и ее массу вследствие малых значений ВЭТТ (высоты, эквивалентной теоретической тарелке) для указанного типа массообменных устройств (в 2-4 раза по сравнению тарельчатыми массообменными элементами).The use of a packet-vortex nozzle for the absorption of amine vapor by demineralized water, as well as the use of spiral-radial heat and mass elements for the absorption of acid gases by an absorbent, reduces the height of the column and its mass due to the small values of HETP (height equivalent to the theoretical plate) for the indicated type of mass transfer devices (2-4 times in comparison with dish-shaped mass-exchange elements).
Использование трехсекционного десорбера, оснащенного блоками тепломассообменных элементов спирально-радиального типа с распределительными устройствами и патрубками ввода и вывода теплоносителя или хладагента в каждой секции, позволяет снизить высоту колонны, исключить из состава оборудования испаритель, воздушный холодильник и сепаратор кислого газа, насос подачи орошения, а также рекуперационный теплообменник и промежуточную емкость кислой воды, за счет чего упростить устройство и снизить его металлоемкость.The use of a three-section stripper equipped with blocks of spiral-radial heat and mass transfer elements with switchgears and inlet and outlet pipes for the coolant or refrigerant in each section reduces the column height, eliminates the need for an evaporator, air cooler and acid gas separator, irrigation pump, and also a recuperative heat exchanger and an intermediate tank of acidic water, thereby simplifying the device and reducing its metal consumption.
Расположение низа абсорбера выше точки ввода насыщенного абсорбента в десорбер позволяет осуществлять подачу насыщенного абсорбента самотеком и исключить из состава оборудования насос подачи насыщенного абсорбента в десорбер. При наличии разницы давлений в абсорбере и десорбере высотные отметки расположения абсорбера и десорбера могут быть скорректированы, вплоть до ситуации, когда подача насыщенного абсорбента осуществляется за счет разницы давлений в абсорбере и десорбере. При небольших расходах очищаемого газа целесообразно объединение абсорбера и десорбера в одном аппарате, что способствует возможности блочно-модульной компоновки оборудования.The location of the bottom of the absorber above the point of entry of the saturated absorbent into the stripper allows you to feed the saturated absorbent by gravity and exclude the pump of the saturated absorbent into the stripper from the equipment. If there is a pressure difference in the absorber and stripper, the elevations of the location of the absorber and stripper can be corrected, up to the situation when the supply of saturated absorbent is due to the pressure difference in the absorber and stripper. At low costs of the gas to be cleaned, it is advisable to combine the absorber and stripper in one device, which contributes to the possibility of block-modular equipment layout.
Установка смесителя очищаемого газа и части абсорбента на линии подачи газа в абсорбер позволяет осуществить дополнительную ступень абсорбции без использования дорогостоящего оборудования, за счет чего снизить высоту абсорбера.The installation of the mixer of the gas to be cleaned and part of the absorbent on the gas supply line to the absorber allows for an additional absorption stage without the use of expensive equipment, thereby reducing the height of the absorber.
Установка на байпасной линии подачи абсорбента в абсорбер устройства для очистки абсорбента от продуктов разложения позволяет удалять из абсорбента продукты его разложения и осмоления в процессе эксплуатации, за счет чего снизить скорость коррозии и увеличить срок службы оборудования.The installation of a device for cleaning the absorbent from decomposition products on the bypass line of the absorbent to the absorber allows removal of decomposition and tar products from the absorbent during operation, thereby reducing the corrosion rate and increasing the service life of the equipment.
Указанный технический результат обеспечивается при использовании способа, согласно которому очищаемый газ сепарируют от капельной жидкости, подвергают противоточной абсорбции кислого газа охлаждаемым регенерированным абсорбентом и регенерации абсорбента при пониженном давлении и повышенной температуре, особенностью которого является очистка газа с использованием предлагаемого устройства, при этом очищаемый газ после сепарации смешивают с частью абсорбента и подают в нижнюю часть абсорбера, где подвергают двухступенчатой очистке, при которой на первой ступени, в нижней секции десорбера, проводят абсорбцию кислого газа при температуре абсорбции, но не ниже температуры замерзания воды или образования газовых гидратов, за счет охлаждения хладагентом (например, атмосферным воздухом), подаваемым в тепломассобменный блок через верхний патрубок и выводимым из нижнего патрубка, на второй ступени, в верхней секции десорбера, проводят абсорбцию деминерализованной водой, подаваемой в количестве, необходимом для компенсации потерь воды, и далее сепарируют очищенный газ от капельной жидкости, десорбцию кислого газа из насыщенного абсорбента, подаваемого между верхней и средней секциями десорбера, осуществляют в три стадии, при этом на первой стадии, в верхней секции десорбера, конденсируют пары амина и воды из кислого газа путем охлаждения хладагентом (например, атмосферным воздухом), подаваемым в тепломассобменный блок через верхний патрубок и выводимым из нижнего патрубка, до температуры конденсации, но не ниже температуры замерзания воды или образования газовых гидратов, на второй стадии в средней секции десорбера, отпаривают кислый газ путем нагрева регенерированным абсорбентом, подаваемым в тепломассобменный блок через нижний патрубок и выводимым из верхнего патрубка, на третьей стадии, в нижней секции десорбера, отпаривают кислый газ путем нагрева теплоносителем (например, нагретым воздухом), подаваемым в тепломассобменный блок через нижний патрубок и выводимым из верхнего патрубка, до температуры регенерации, кроме того, абсорбент, подаваемый в абсорбер, очищают от продуктов разложения.The specified technical result is ensured by using the method according to which the gas to be purified is separated from the dropping liquid, countercurrent absorption of acid gas is carried out by the cooled regenerated absorbent and the absorbent is regenerated under reduced pressure and elevated temperature, the feature of which is gas purification using the proposed device, while the gas to be purified after separation is mixed with a part of the absorbent and fed to the lower part of the absorber, where they are subjected to two-stage cleaning in which at the first stage, in the lower section of the stripper, acid gas is absorbed at an absorption temperature, but not lower than the freezing point of water or the formation of gas hydrates, due to cooling by a refrigerant (for example, atmospheric air) supplied to the heat transfer unit through the upper pipe and withdrawn from the lower pipe, in the second stage, in the upper section of the stripper, the absorption is carried out with demineralized water supplied in the amount necessary to compensate for water losses, and then the purified gas is separated from droplet liquid, the desorption of acid gas from the saturated absorbent supplied between the upper and middle sections of the stripper is carried out in three stages, while in the first stage, in the upper section of the stripper, amine and water vapors from the acid gas are condensed by cooling with a refrigerant (for example, atmospheric air ), supplied to the heat and mass transfer unit through the upper pipe and discharged from the lower pipe, to the condensation temperature, but not lower than the freezing temperature of water or the formation of gas hydrates, in the second stage in the middle section and a stripper, the acid gas is stripped off by heating with a regenerated absorbent supplied to the heat transfer unit through the lower pipe and discharged from the upper pipe, in the third stage, in the lower section of the stripper, the acid gas is evaporated by heating with a heat carrier (for example, heated air) supplied to the heat transfer unit through the lower pipe and discharged from the upper pipe to the regeneration temperature, in addition, the absorbent supplied to the absorber is cleaned of decomposition products.
Смешение очищаемого газа после сепарации с частью абсорбента позволяет провести предварительную абсорбцию кислого газа однократным контактом с абсорбентом без использования дополнительного оборудования, за счет чего уменьшить нагрузку на абсорбер и уменьшить его высоту.Mixing the gas to be purified after separation with a part of the absorbent allows preliminary absorption of acid gas by a single contact with the absorbent without the use of additional equipment, thereby reducing the load on the absorber and reducing its height.
Абсорбция на первой ступени кислого газа при температуре абсорбции за счет охлаждения хладагентом, подаваемым в тепломассобменный блок через верхний патрубок и выводимым из нижнего патрубка, позволяет проводить процесс в оптимальных условиях при минимально возможной температуре и максимальной емкости абсорбента, уменьшая кратность его циркуляции и снижая энергозатраты.The absorption at the first stage of acid gas at the absorption temperature due to cooling by the refrigerant supplied to the heat and mass transfer unit through the upper pipe and removed from the lower pipe, allows the process to be carried out under optimal conditions at the lowest possible temperature and maximum capacity of the absorbent, reducing its circulation rate and reducing energy consumption.
Абсорбция на второй ступени паров амина из газа, очищенного от кислых компонентов на первой ступени, деминерализованной водой, позволяет уменьшить потери амина с очищенным газом.The absorption at the second stage of amine vapor from a gas purified from acidic components at the first stage, demineralized water, can reduce the loss of amine with purified gas.
Сепарация очищенного газа от капельной жидкости позволяет уменьшить потери амина, а также повысить качество очищенного газа.The separation of the purified gas from the dropping liquid allows to reduce the loss of amine, as well as to improve the quality of the purified gas.
Конденсация паров амина и воды из кислого газа в тепломассообменном блоке верхней секции путем охлаждения хладагентом, подаваемым через верхний патрубок и выводимым из нижнего патрубка, до температуры конденсации, позволяет снизить потери амина и расход деминерализованной воды, а также ликвидировать стоки кислой воды.Condensation of amine vapor and water from acid gas in the heat and mass transfer unit of the upper section by cooling with a coolant supplied through the upper pipe and removed from the lower pipe to the condensation temperature allows to reduce amine losses and the flow rate of demineralized water, as well as to eliminate acid water drains.
Отпарка кислого газа из насыщенного абсорбента в тепломассообменном блоке средней секции путем нагрева регенерированным абсорбентом, подаваемым блок через нижний патрубок и выводимым из верхнего патрубка блока, позволяет наиболее полно осуществить рекуперацию тепла нагретого регенерированного абсорбента и снизить расход тепла на регенерацию.The acid gas stripping from the saturated absorbent in the heat and mass transfer unit of the middle section by heating with the regenerated absorbent supplied by the unit through the lower pipe and discharged from the upper pipe connection allows the heat recovery of the heated regenerated absorbent to be fully realized and the heat consumption for regeneration to be reduced.
Отпарка оставшегося кислого газа из частично регенерированного абсорбента в тепломассообменном блоке нижнем секции путем нагрева теплоносителем, подаваемым через нижний патрубок и выводимым из верхнего патрубка, до температуры десорбции, обеспечивает требуемую глубину регенерации абсорбента и степень очистки газа. Температура десорбции обусловлена видом используемого амина, концентрацией амина в абсорбенте и давлением, установленным в десорбере.Stripping the remaining acid gas from the partially regenerated absorbent in the heat and mass transfer unit of the lower section by heating with the heat carrier supplied through the lower pipe and discharged from the upper pipe to the desorption temperature provides the required depth of regeneration of the absorbent and the degree of gas purification. The desorption temperature is determined by the type of amine used, the concentration of amine in the absorbent and the pressure set in the stripper.
Очистка абсорбент, подаваемого в абсорбер, от продуктов разложения позволяет в процессе эксплуатации удалять из абсорбента продукты его разложения и осмоления, за счет чего снизить коррозионную активность абсорбента и увеличить срок службы оборудования.Purification of the absorbent supplied to the absorber from the decomposition products allows the products of its decomposition and tarring to be removed from the absorbent during operation, thereby reducing the corrosive activity of the absorbent and increasing the service life of the equipment.
Предлагаемое устройство для аминовой очистки газа состоит из: сепаратора 1, смесителя 2, абсорбера 3, редукционного клапана 4, десорбера 5, насоса 6, устройства для очистки абсорбента от продуктов разложения 7, а также подводящих, отводящих трубопроводов газа и технологических трубопроводов.The proposed device for amine gas purification consists of: a
Очистку осуществляют следующим образом.Cleaning is as follows.
Очищаемый газ (I) отделяют от капельной влаги в сепараторе 1, смешивают с частью регенерированного абсорбента (II) в смесителе 2, и подают в низ абсорбера 3. При этом на распределительное устройство верхней секции абсорбера подают деминерализованную воду (III) в количестве, необходимом для компенсации потерь воды с кислым газом и сохранения рабочей концентрации абсорбента, а на распределительное устройство нижней секции абсорбера подают другую часть регенерированного абсорбента (II), при этом в тепломассообменный блок через верхний патрубок подают хладагент (IV) для поддержания оптимальной температуры процесса. Очищенный газ (V) выводят с установки, а насыщенный абсорбент (VI) через редукционный клапан 4 подают на распределительное устройство средней тепломассообменной секции десорбера 5. При этом в через нижний патрубок подают теплоноситель (VII) для поддержания в низу десорбера температуры десорбции. С целью использования тепла нагретого регенерированного абсорбента для отпарки кислых газов и охлаждения регенерированного абсорбента, с низа десорбера 5 насосом 6 нагретый регенерированный абсорбент (VIII) подают в тепломассообменный блок средней секции через нижний патрубок. Регенерированный абсорбент (II) направляют в абсорбер 3, при этом часть абсорбента пропускают через устройство 7 для очистки от продуктов разложения и направляют вместе с балансовой частью абсорбента на предварительную абсорбцию в смеситель 2. Отпаренный кислый газ (IX) перед выводом с установки, с целью конденсации паров амина и воды, охлаждают в верхней тепломассообменной секции десорбера 5 хладагентом (IV), который подают в тепломассообменный блок через верхний патрубок.The gas to be cleaned (I) is separated from the drop of moisture in the
В доступной научно-технической и патентной литературе не было обнаружено описание устройства, включающего двухсекционный абсорбер с каплеулавливающим устройством, верхней массообменной секцией, оснащенной распределительным устройством и насадкой, и нижней секцией, оснащенной распределительным устройством и блоком тепломассообменных элементов спирально-радиального типа с патрубками ввода и вывода хладагента, а также трехсекционный десорбер с распределительными устройствами и блоками тепломассообменных элементов спирально-радиального типа, оснащенными патрубками ввода и вывода теплоносителя или хладагента, в каждой секции.In the available scientific, technical and patent literature, no description was found of a device including a two-section absorber with a drop catcher, an upper mass transfer section equipped with a distribution device and nozzle, and a lower section equipped with a distribution device and a block of heat and mass transfer elements of a spiral-radial type with input pipes and refrigerant outlet, as well as a three-section stripper with distribution devices and blocks of heat and mass transfer elements of spiral-radius nogo type equipped with input and output branch pipes coolant or refrigerant in each section.
Также не было обнаружено описание способа, включающего двухступенчатую абсорбцию кислого газа, при которой на первой ступени абсорбцию кислого газа проводят при охлаждении хладагентом по всей высоте массообменной секции, на второй ступени проводят абсорбцию деминерализованной водой, подаваемой в количестве, необходимом для компенсации уноса воды с кислым газом, а также осуществляют десорбцию кислого газа путем нагрева нижней тепломассообменной секции десорбера теплоносителем, нагрева средней тепломассообменной секции десорбера регенерированным абсорбентом, и охлаждения верхней тепломассообменной секции десорбера хладагентом. Таким образом, заявляемое изобретение соответствует критерию патентоспособности «новизна».Also, a description was not found of a method involving two-stage absorption of acid gas, in which at the first stage the absorption of acid gas is carried out while cooling with refrigerant over the entire height of the mass transfer section, and at the second stage, absorption is carried out with demineralized water supplied in the amount necessary to compensate for the entrainment of water with acidic gas, and also carry out the desorption of acid gas by heating the lower heat and mass transfer section of the stripper with a coolant, heating the middle heat and mass transfer section of the stripper enerirovannym absorber, and cooling the upper section teplomassoobmennyh refrigerant stripper. Thus, the claimed invention meets the patentability criterion of "novelty."
Исследованиями авторов было доказано, что двухступенчатая абсорбционная очистка от кислого газа абсорбентом при охлаждении по всей высоте массообменной секции до температуры абсорбции и от паров амина деминерализованной водой, а также десорбция кислого газа при нагреве теплоносителем и регенерированным абсорбентом, с конденсацией паров амина и воды из кислого газа, позволяет очистить газ от кислых компонентов с минимальной кратностью абсорбента и минимальными энергозатратами. Таким образом, заявляемое изобретение соответствует критерию патентоспособности «изобретательский уровень».The authors' studies proved that two-stage absorption purification from acid gas by an absorbent upon cooling along the entire height of the mass transfer section to the temperature of absorption and from amine vapors by demineralized water, as well as desorption of acid gas by heating with a coolant and regenerated absorbent, with condensation of amine and water vapors from acidic gas, allows you to clean the gas from acidic components with a minimum absorbent ratio and minimal energy consumption. Thus, the claimed invention meets the patentability criterion of "inventive step".
Сущность изобретения иллюстрируется следующим примером.The invention is illustrated by the following example.
Пример 1. Углеводородный газ состава, % об.: кислород 0,03, азот 11,40, углекислый газ 0,29, метан 73,32, этан 5,87, пропан 4,16, н-бутан 1,39, изобутан 1,09, изопентан 0,71, пентан и выше 0,02, сероводород 1,72, подаваемый с расходом 50 л/мин, отделяют от капельной влаги, и смешивают с 1 л/час абсорбента - регенерированного 50% водного раствора метилдиэтаноламина, содержащего 0,08% масс сероводорода. Газожидкостную смесь подают в низ абсорбера, состоящего из верхней массообменной насадочной секции и охлаждаемой нижней тепломассообменной секции, при этом на верх тепломассообменной секции подают 2 л/час указанного выше абсорбента. Очищенный от сероводорода газ поступает в верхнюю насадочную секцию, на верх которой подают 0,1 л/час деминерализованной воды. При температуре в абсорбере около 30°С получают очищенный газ состава (в расчете на осушенный газ), % об.: кислород 0,03, азот 11,62, углекислый газ 0,21, метан 74,57, этан 5,95, пропан 4,23, н-бутан 1,40, изобутан 1,25, изопентан 0,72, пентан и выше 0,02, сероводород 0,0003. Насыщенный абсорбент подают на верх средней тепломассообменной секции десорбера, регенерированный абсорбент выводят с низа десорбера, охлаждают в средней тепломассообменной секции и направляют на абсорбцию, при этом нижнюю тепломассообменную секцию десорбера обогревают, поддерживая температуру в низу десорбера 120°С. Температуру на верху десорбера поддерживают равной 25°С, обеспечивая конденсацию паров амина и воды из кислого газа. Кислый газ имеет концентрацию сероводорода 94% об. (в расчете на осушенный газ).Example 1. Hydrocarbon gas composition,% vol .: oxygen 0.03, nitrogen 11.40, carbon dioxide 0.29, methane 73.32, ethane 5.87, propane 4.16, n-butane 1.39, isobutane 1.09, isopentane 0.71, pentane and above 0.02, hydrogen sulfide 1.72, supplied at a rate of 50 l / min, is separated from the drop of moisture, and mixed with 1 l / h of absorbent - a regenerated 50% aqueous solution of methyldiethanolamine, containing 0.08% by weight of hydrogen sulfide. The gas-liquid mixture is fed to the bottom of the absorber, consisting of an upper mass transfer nozzle section and a cooled lower heat and mass transfer section, while 2 l / h of the above absorbent is fed to the top of the heat and mass transfer section. The gas purified from hydrogen sulfide enters the upper nozzle section, on top of which 0.1 l / h of demineralized water is supplied. At a temperature in the absorber of about 30 ° C, a purified composition gas is obtained (calculated as dried gas),% vol .: oxygen 0.03, nitrogen 11.62, carbon dioxide 0.21, methane 74.57, ethane 5.95, propane 4.23, n-butane 1.40, isobutane 1.25, isopentane 0.72, pentane and higher 0.02, hydrogen sulfide 0.0003. The saturated absorbent is fed to the top of the middle heat and mass transfer section of the stripper, the regenerated absorbent is removed from the bottom of the stripper, cooled in the middle heat and mass transfer section and sent for absorption, while the lower heat and mass transfer section of the stripper is heated, maintaining the temperature at the bottom of the stripper 120 ° С. The temperature at the top of the stripper is maintained equal to 25 ° C, providing condensation of the amine vapor and water from the acid gas. Sour gas has a concentration of hydrogen sulfide of 94% vol. (calculated on dried gas).
Из примера следует, что предлагаемый способ позволяет эффективно очищать углеводородный газ от сероводорода.From the example it follows that the proposed method can effectively clean hydrocarbon gas from hydrogen sulfide.
Изобретение может быть использовано в нефтегазовой, нефтеперерабатывающей, химической и нефтехимической промышленности. Таким образом, заявляемое изобретение соответствует критерию «промышленная применимость».The invention can be used in the oil and gas, oil refining, chemical and petrochemical industries. Thus, the claimed invention meets the criterion of "industrial applicability".
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012131313/05A RU2500460C1 (en) | 2012-07-20 | 2012-07-20 | Device and method for amine treatment of gas |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012131313/05A RU2500460C1 (en) | 2012-07-20 | 2012-07-20 | Device and method for amine treatment of gas |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2500460C1 true RU2500460C1 (en) | 2013-12-10 |
Family
ID=49710904
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012131313/05A RU2500460C1 (en) | 2012-07-20 | 2012-07-20 | Device and method for amine treatment of gas |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2500460C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2576934C1 (en) * | 2015-02-24 | 2016-03-10 | Андрей Владиславович Курочкин | Fractioning refrigerator-condenser |
| RU2630085C1 (en) * | 2016-11-22 | 2017-09-05 | Андрей Владиславович Курочкин | Acid gas absorption device |
| RU2723874C1 (en) * | 2019-11-21 | 2020-06-17 | Сергей Леонидович Терентьев | Desorption unit (evaporation) with deep heat recovery |
| RU2788945C1 (en) * | 2022-03-15 | 2023-01-26 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Device for amine purification of industrial gas and method for its implementation |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2007209C1 (en) * | 1992-02-20 | 1994-02-15 | Научно-исследовательский институт энергетического машиностроения МГТУ им.Н.Э.Баумана | Plant for cleaning gas |
| RU2033246C1 (en) * | 1990-06-25 | 1995-04-20 | Миннибаевский газоперерабатывающий завод им.Ленинского комсомола | Apparatus for removal of carbon dioxide and hydrogen sulfide from hydrocarbon gases |
| RU2087181C1 (en) * | 1991-01-24 | 1997-08-20 | Снампрогетти С.П.А. | Method of removing acidic gases such as hydrogen sulfide and/or carbon dioxide |
| US6280505B1 (en) * | 1997-09-15 | 2001-08-28 | Den Norske Stats Oljeselskap A.S. | Separation of acid gases from gas mixtures |
| RU2440839C2 (en) * | 2009-04-27 | 2012-01-27 | Борис Алексеевич Зимин | Heat exchanger (desorber-absorber) |
| RU2446000C1 (en) * | 2010-09-13 | 2012-03-27 | Борис Алексеевич Зимин | Universal mass-transfer absorbtion-desorption unit |
| EP2468387A1 (en) * | 2005-04-05 | 2012-06-27 | Mitsui Chemicals, Inc. | Gas treatment apparatus, particularly for polyisocyanate production system. |
-
2012
- 2012-07-20 RU RU2012131313/05A patent/RU2500460C1/en active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2033246C1 (en) * | 1990-06-25 | 1995-04-20 | Миннибаевский газоперерабатывающий завод им.Ленинского комсомола | Apparatus for removal of carbon dioxide and hydrogen sulfide from hydrocarbon gases |
| RU2087181C1 (en) * | 1991-01-24 | 1997-08-20 | Снампрогетти С.П.А. | Method of removing acidic gases such as hydrogen sulfide and/or carbon dioxide |
| RU2007209C1 (en) * | 1992-02-20 | 1994-02-15 | Научно-исследовательский институт энергетического машиностроения МГТУ им.Н.Э.Баумана | Plant for cleaning gas |
| US6280505B1 (en) * | 1997-09-15 | 2001-08-28 | Den Norske Stats Oljeselskap A.S. | Separation of acid gases from gas mixtures |
| EP2468387A1 (en) * | 2005-04-05 | 2012-06-27 | Mitsui Chemicals, Inc. | Gas treatment apparatus, particularly for polyisocyanate production system. |
| RU2440839C2 (en) * | 2009-04-27 | 2012-01-27 | Борис Алексеевич Зимин | Heat exchanger (desorber-absorber) |
| RU2446000C1 (en) * | 2010-09-13 | 2012-03-27 | Борис Алексеевич Зимин | Universal mass-transfer absorbtion-desorption unit |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2576934C1 (en) * | 2015-02-24 | 2016-03-10 | Андрей Владиславович Курочкин | Fractioning refrigerator-condenser |
| RU2630085C1 (en) * | 2016-11-22 | 2017-09-05 | Андрей Владиславович Курочкин | Acid gas absorption device |
| RU2723874C1 (en) * | 2019-11-21 | 2020-06-17 | Сергей Леонидович Терентьев | Desorption unit (evaporation) with deep heat recovery |
| RU2788945C1 (en) * | 2022-03-15 | 2023-01-26 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Device for amine purification of industrial gas and method for its implementation |
| RU2796506C1 (en) * | 2022-03-15 | 2023-05-24 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Device for amine purification of process gas and method for its implementation |
| RU216329U1 (en) * | 2022-09-30 | 2023-01-30 | Общество с ограниченной ответственностью "Нефтехимремонт" | Amine aqueous solution purification plant |
| RU2805060C1 (en) * | 2022-12-27 | 2023-10-11 | Общество с ограниченной ответственностью "Нижегороднефтегазпроект" | Method of deep drying and purification from sulphur compounds and gas utilization for regeneration of natural and associated petroleum gas |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9669354B2 (en) | Method and apparatus for collecting carbon dioxide from flue gas | |
| RU2480401C2 (en) | Method and apparatus for regenerating amine-containing solution to wash incoming gas during purification | |
| KR20150110737A (en) | Contacting a gas stream with a liquid stream | |
| CN101605724A (en) | The recovery method of high-pureness carbon dioxide | |
| RU2613914C1 (en) | Method for processing natural hydrocarbon gas | |
| CN103589462A (en) | Technological method for purifying coal oven gas and recovering chemical products | |
| CN106902617A (en) | A kind of high concentration VOC air purifying recovering apparatus and method | |
| RU2381822C1 (en) | Hydrocarbon gas treatment plant | |
| RU2547021C1 (en) | Method and unit for stripping of natural gas from carbon dioxide and hydrogen sulphide | |
| JP6696876B2 (en) | Syngas purification method and apparatus | |
| RU2500460C1 (en) | Device and method for amine treatment of gas | |
| CN110585861A (en) | Coking waste gas treatment system and treatment method | |
| RU2307795C1 (en) | Hydrogen sulfide and ammonia-polluted process condensate purification process | |
| EP3386609B1 (en) | Process and system for the purification of a gas | |
| RU2520554C1 (en) | Gas desulphurisation procedure | |
| RU2381823C1 (en) | Method of purifying gas from acid components and installation for realising said method | |
| RU2162444C1 (en) | Method of purifying industrial sewage from sulfide sulfur and ammonium nitrogen | |
| CN102247740B (en) | Multi-stage desorption process for desulfurization solution | |
| RU2788945C1 (en) | Device for amine purification of industrial gas and method for its implementation | |
| RU2796506C1 (en) | Device for amine purification of process gas and method for its implementation | |
| RU2565320C1 (en) | Preparation plant of hydrocarbon gas for low-temperature processing | |
| RU2659991C2 (en) | Method of absorption distribution of carbon dioxide from gas mixtures by absorbents containing water solutions of amines | |
| RU2669269C2 (en) | Method for regenerating the adsorbent of dehydration of natural gases | |
| RU2360897C1 (en) | Method for purification of liquid hydrocarbons from water solution of methanol | |
| RU2624160C1 (en) | Method and installation for purifying natural gas from carbon dioxide and hydrogen sulphide |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20210709 |