RU2569351C2

RU2569351C2 - Unit for liquid mercaptans adsorptive dehydration

Info

Publication number: RU2569351C2
Application number: RU2013152836/05A
Authority: RU
Inventors: Игорь Анатольевич Мнушкин
Original assignee: Игорь Анатольевич Мнушкин
Priority date: 2013-11-27
Filing date: 2013-11-27
Publication date: 2015-11-20
Also published as: RU2013152836A

Abstract

FIELD: heating, drying.

SUBSTANCE: unit for liquid mercaptans adsorptive dehydration can be used in gas processing, oil refining, chemical and other industries, in particular, for dehydration or pre-dehydration of the natural odorant. The unit uses zeolites KA or NaA as adsorbent filling at least four vessels functioning as adsorber-desorber, wherein dehydration of the liquid mercaptans is performed in two adsorbers connected in series, the first adsorber ensures coarse dehydration of the mercaptans, ther second adsorber ensures fine dehydration of the mercaptans; the adsorbent regeneration is performed in the third adsorber by flow of hot stripping methane containing gas, and the adsorbent is cooled after regeneration by flow of cold methane containing gas in the forth adsorber.

EFFECT: improved dehydration efficiency.

3 cl, 1 tbl, 2 dwg

Description

Установка адсорбционной осушки жидких меркаптанов, которая может быть использована в газоперерабатывающей, нефтеперерабатывающей, химической и других отраслях промышленности, в частности, для осушки или предосушки природного одоранта (смеси этил- и пропилмеркаптанов), для осушки сырья, для фракционирования меркаптанов, для осушки концентрата одоранта, при получении природных или синтетических одорантов, для осушки смеси меркаптанов с повышенным содержанием метилмеркаптана.Installation of adsorption drying of liquid mercaptans, which can be used in gas processing, oil refining, chemical and other industries, in particular for drying or pre-drying natural odorant (a mixture of ethyl and propyl mercaptans), for drying raw materials, for fractionation of mercaptans, for drying concentrate of odorant , upon receipt of natural or synthetic odorants, for drying a mixture of mercaptans with a high content of methyl mercaptan.

Одной из важнейших особенностей получения глубоко осушенного одоранта является обеспечение для него низкой температуры помутнения - начала выделения микрокапель воды из объема жидких меркаптанов при охлаждении, которые при отрицательных температурах кристаллизуются; выделившиеся кристаллы льда приводят к забивке аппаратуры и трубопроводов при транспортировке жидких одорантов и топливных газов, обработанных одорантами.One of the most important features of obtaining a deeply dried odorant is to ensure that it has a low cloud point — the onset of micro-droplets of water from the volume of liquid mercaptans during cooling, which crystallize at low temperatures; precipitated ice crystals lead to clogging of equipment and pipelines during transportation of liquid odorants and fuel gases treated with odorants.

Известен способ получения одорантов, который в качестве одной из стадий процесса содержит установку адсорбционной осушки жидких меркаптанов, включающую обработку жидких меркаптанов адсорбентом в динамических условиях в системе адсорберов и десорберов, работающих попеременно с регенерацией адсорбента после его дезактивации, емкости, холодильники, систему нагрева газа регенерации и трубопроводную систему с клапанами, при этом адсорберы-десорберы заполнены силикагелем марки ШСМГ, осушаемые жидкие меркаптаны проходят через слой силикагеля в двух параллельно работающих адсорберах сверху вниз, десорбция адсорбированной влаги из силикагеля осуществляется в двух параллельно работающих десорберах продувкой слоя силикагеля снизу вверх горячим товарным газом с постепенным повышением его температуры с 45 до 160-170°C с последующим охлаждением слоя силикагеля холодным товарным газом до температуры 45°C (патент на изобретение RU №2317978 С1, С07С 319/02, С07С 319/28, 21.08.2006 г. ). Рассмотренная установка осушки жидких меркаптанов имеет следующие недостатки:There is a method of producing odorants, which, as one of the stages of the process, includes the installation of adsorption drying of liquid mercaptans, including the treatment of liquid mercaptans with an adsorbent under dynamic conditions in a system of adsorbers and desorbers operating alternately with regeneration of the adsorbent after its deactivation, containers, refrigerators, a heating system for regeneration gas and a pipeline system with valves, while adsorbers-desorbers are filled with silica gel of the ШСМГ brand, drained liquid mercaptans pass through a layer of silicone gel in two parallel working adsorbers from top to bottom, desorption of adsorbed moisture from silica gel is carried out in two parallel working desorbers by blowing a layer of silica gel from the bottom up with hot commodity gas with a gradual increase in its temperature from 45 to 160-170 ° C, followed by cooling of the silica gel layer with cold commodity gas to temperature 45 ° C (patent for the invention RU No. 2317978 C1, C07C 319/02, C07C 319/28, 08.21.2006). The considered installation of drying liquid mercaptans has the following disadvantages:

1) использование силикагеля в качестве адсорбента для извлечения влаги из жидких меркаптанов неэффективно в силу того, что, во-первых, средняя фракция (шихта) микропористого гранулированного силикагеля ШСМГ одновременно с молекулами воды неизбежно адсорбирует значительное количество меркаптанов, полярные молекулы которых обладают высоким сродством к адсорбенту в условиях высокой концентрации меркаптанов, что существенно снижает адсорбционную активность силикагеля по воде. Так, например, микропористые силикагели, которые имеют за счет большого объема микропор высокую адсорбционную емкость по воде, при осушке энергетически нейтрального воздуха на уровне 20% масс. (0,2 мл/г), а при сорбции тиофена из растворов в н-гептане с концентрацией тиофена 4-10% снижают адсорбционную емкость по тиофену до уровня 0,04-0,09 мл/г из-за смещения адсорбционного равновесия в сторону преимущественной адсорбции н-гептана (Н.В. Кельцев. Основы адсорбционной техники, М.: Химия, 1976 г., 164 с.). Совместная адсорбция воды и меркаптанов в рассматриваемом аналоге является причиной существенного содержания меркаптанов в порах силикагеля (в 2-5 раз больше содержания воды); меркаптаны в процессе регенерации силикагеля десорбируются совместно с водой, что, во-вторых, приводит к загрязнению газа регенерации меркаптанами и существенными потерями их как целевого продукта;1) the use of silica gel as an adsorbent for the extraction of moisture from liquid mercaptans is ineffective due to the fact that, firstly, the middle fraction (charge) of microporous granular silica gel SHSMG simultaneously with water molecules inevitably adsorbs a significant amount of mercaptans, the polar molecules of which have a high affinity for adsorbent in a high concentration of mercaptans, which significantly reduces the adsorption activity of silica gel in water. So, for example, microporous silica gels, which, due to the large volume of micropores, have a high adsorption capacity in water during the drying of energetically neutral air at the level of 20% of the mass. (0.2 ml / g), and when sorption of thiophene from solutions in n-heptane with a thiophene concentration of 4-10%, the adsorption capacity for thiophene is reduced to the level of 0.04-0.09 ml / g due to a shift in the adsorption equilibrium in side of the predominant adsorption of n-heptane (N.V. Keltsev. Fundamentals of adsorption technology, Moscow: Chemistry, 1976, 164 pp.). The combined adsorption of water and mercaptans in the analogue under consideration is the reason for the significant content of mercaptans in the pores of silica gel (2-5 times the water content); mercaptans in the process of silica gel regeneration are desorbed together with water, which, secondly, leads to contamination of the regeneration gas with mercaptans and their significant loss as the target product;

2) при подаче жидких меркаптанов в адсорберы в слой силикагеля на стадии осушки сверху вниз на начальном этапе заполнения адсорбера сырьем будет происходить самопроизвольный сток жидкости в слое адсорбента, не обеспечивающий стационарных условий гидродинамики и, как следствие, приводящий к неравномерной осушке жидких меркаптанов в стекающих локальных струях жидкости и неравномерной отработке адсорбента в различных зонах слоя силикагеля, что отрицательно скажется при проведении стадии адсорбционной осушки;2) when liquid mercaptans are fed into the adsorbers in the silica gel layer at the stage of drying from top to bottom at the initial stage of filling the adsorber with raw materials, spontaneous liquid runoff occurs in the adsorbent layer, which does not provide stationary hydrodynamic conditions and, as a result, leads to uneven drying of liquid mercaptans in the flowing local liquid streams and uneven development of the adsorbent in various zones of the silica gel layer, which will adversely affect the adsorption drying stage;

3) при десорбции адсорбированной влаги из силикагеля, осуществляемой продувкой слоя силикагеля снизу вверх горячим товарным газом, оставшиеся в слое адсорбента между гранулами силикагеля к началу десорбции жидкие меркаптаны будут выноситься из аппарата вместе с газом регенерации, что приведет к потере с газами значительного количества жидких меркаптанов - около 0,1-0,2 объема слоя адсорбента;3) upon desorption of adsorbed moisture from silica gel by purging the silica gel layer from the bottom up with hot commodity gas, the liquid mercaptans remaining in the adsorbent layer between the silica gel granules will be removed from the apparatus along with the regeneration gas to the start of desorption, which will lead to the loss of a significant amount of liquid mercaptans with gases - about 0.1-0.2 volume of the adsorbent layer;

4) десорбция адсорбированной влаги из силикагеля, осуществляемая продувкой слоя силикагеля снизу вверх горячим товарным газом с постепенным повышением его температуры с 45 до 160-170°C, требует реализации нестационарной работы установки для обеспечения переменной температуры горячего товарного газа (в аналоге не охарактеризован способ нагрева товарного газа), нагреваемого, например, в теплообменнике при помощи водяного пара, что потребует непрерывного изменения расхода теплоносителя;4) desorption of adsorbed moisture from silica gel, carried out by blowing a layer of silica gel from bottom to top with hot commodity gas with a gradual increase in its temperature from 45 to 160-170 ° C, requires the unsteady operation of the installation to provide a variable temperature of the hot commodity gas (the heating method is not described in the analogue commercial gas), heated, for example, in a heat exchanger using water vapor, which will require a continuous change in the flow rate of the coolant;

5) проведение десорбции адсорбированной влаги из силикагеля, осуществляемой продувкой слоя силикагеля снизу вверх горячим товарным газом с последующим охлаждением слоя силикагеля до 45°C продувкой слоя силикагеля холодным товарным газом в одном аппарате (десорбере), приводит к разрыву технологического цикла с периодическим нагревом газа в теплообменном аппарате для регенерации силикагеля и соответствующим отключением теплообменного аппарата при охлаждении слоя силикагеля в том же десорбере;5) desorption of adsorbed moisture from silica gel, carried out by blowing the silica gel layer from the bottom up with hot commodity gas, followed by cooling the silica gel layer to 45 ° C by blowing the silica gel layer with cold commodity gas in one apparatus (stripper), leading to a break in the technological cycle with periodic gas heating in a heat exchanger for the regeneration of silica gel and a corresponding shutdown of the heat exchanger while cooling the silica gel layer in the same stripper;

6) неравномерность насыщения слоя силикагеля в адсорбере по ходу потока осушаемых жидких меркаптанов, так как по мере снижения концентрации воды в осушаемом сырье адсорбционная емкость адсорбента постепенно снижается, из-за чего в нижней части слоя силикагель имеет низкую адсорбционную емкость, что приводит к неэффективному использованию адсорбента в целом;6) uneven saturation of the silica gel layer in the adsorber along the flow of drained liquid mercaptans, since the adsorption capacity of the adsorbent gradually decreases as the water concentration in the dried raw materials decreases, which is why silica gel has a low adsorption capacity in the lower part of the layer, which leads to inefficient use adsorbent in general;

7) при осушке жидких меркаптанов силикагелем ШСМГ обеспечивается температура помутнения не ниже минус 15°C, что усложняет трубопроводную транспортировку природного газа с добавлением одоранта.7) during the drying of liquid mercaptans with SHSMG silica gel, a cloud point of at least minus 15 ° C is ensured, which complicates the pipeline transportation of natural gas with the addition of an odorant.

Известна установка адсорбционной осушки жидких меркаптанов в виде блока адсорбционной осушки одоранта, включающего обработку жидких меркаптанов адсорбентом, содержащим силикагель, в динамических условиях в системе адсорберов и десорберов, работающих попеременно с регенерацией адсорбента после его дезактивации, емкости, холодильники, систему нагрева газов регенерации и трубопроводную систему с клапанами, с линией подачи одоранта в накопительную емкость, соединенную с параллельно установленными адсорберами, заполненными адсорбентом, верх которых соединен линией выхода газа регенерации через холодильник с сепаратором, верх которого соединен с линией отвода газа регенерации, а низ - с линией отвода воды, при этом низ адсорберов соединен с линиями подачи газа регенерации и выхода осушенного одоранта, причем адсорберы содержат двухслойный адсорбент, верхний слой которого состоит из оксида алюминия, а нижний слой - из силикагеля, блок осушки дополнительно снабжен фильтрами для улавливания механических примесей, установленными на линии выхода осушенного одоранта, и загрузочно-разгрузочной емкостью для слива одоранта, соединенной с низом адсорберов, а в качестве накопительной емкости содержит гравитационный отстойник полочно-трубчатого типа (патент на полезную модель RU №112840 U1, B01D 53/26, B01D 53/02, 27.01.2011). Рассмотренная установка осушки жидких меркаптанов имеет следующие недостатки:A known installation of the adsorption drying of liquid mercaptans in the form of an adsorptive drying unit of an odorant, including the treatment of liquid mercaptans with an adsorbent containing silica gel, under dynamic conditions in a system of adsorbers and desorbers operating alternately with regeneration of the adsorbent after its deactivation, containers, refrigerators, a heating system for regeneration gases and piping system with valves, with an odorant supply line to the storage tank connected to parallel mounted adsorbers filled with adsorbent , the top of which is connected to the outlet line of the regeneration gas through the refrigerator with a separator, the top of which is connected to the line of the outlet of the regeneration gas, and the bottom - to the line of the outlet of water, while the bottom of the adsorbers is connected to the supply lines of the regeneration gas and the outlet of the dried odorant, and the adsorbers contain a two-layer adsorbent , the top layer of which consists of aluminum oxide, and the bottom layer of silica gel, the drying unit is additionally equipped with filters for trapping mechanical impurities installed on the outlet line of the dried odorant, and narrow-discharge tank for draining the odorant, connected to the bottom of the adsorbers, and as a storage tank contains a gravity settler of the shelf-tubular type (utility model patent RU No. 112840 U1, B01D 53/26, B01D 53/02, 01/27/2011). The considered installation of drying liquid mercaptans has the following disadvantages:

1) использование силикагеля в качестве адсорбента для извлечения влаги из жидких меркаптанов неэффективно в силу того, что, во-первых, средняя фракция (шихта) микропористого гранулированного силикагеля одновременно с молекулами воды неизбежно адсорбирует значительное количество меркаптанов, полярные молекулы которых обладают высоким сродством к адсорбенту в условиях высокой концентрации меркаптанов, что существенно снижает адсорбционную активность силикагеля по воде. Совместная адсорбция воды и меркаптанов в рассматриваемом аналоге является причиной существенного содержания меркаптанов в порах силикагеля (в 2-5 раз больше содержания воды); меркаптаны в процессе регенерации силикагеля десорбируются совместно с водой, что, во-вторых, приводит к загрязнению газа регенерации меркаптанами и существенными потерями их как целевого продукта;1) the use of silica gel as an adsorbent for extracting moisture from liquid mercaptans is inefficient due to the fact that, firstly, the middle fraction (charge) of microporous granular silica gel simultaneously with water molecules inevitably adsorbs a significant amount of mercaptans, the polar molecules of which have a high affinity for the adsorbent in conditions of high concentration of mercaptans, which significantly reduces the adsorption activity of silica gel in water. The combined adsorption of water and mercaptans in the analogue under consideration is the reason for the significant content of mercaptans in the pores of silica gel (2-5 times the water content); mercaptans in the process of silica gel regeneration are desorbed together with water, which, secondly, leads to contamination of the regeneration gas with mercaptans and their significant loss as the target product;

2) использование силикагеля в качестве замыкающего участка слоя адсорбента после слоя оксида алюминия, когда концентрация воды в осушаемых жидких меркаптанах существенно снижается, неэффективно, так как силикагель при низкой концентрации воды имеет незначительную динамическую активность; в промышленных условиях невозможно обеспечить температуру помутнения осушенных жидких меркаптанов на уровне минус 48°C при наличии концевого слоя силикагеля;2) the use of silica gel as the trailing portion of the adsorbent layer after the alumina layer, when the water concentration in drained liquid mercaptans is significantly reduced, inefficient, since silica gel has a low dynamic activity at a low water concentration; in industrial conditions it is impossible to ensure the cloud point of the drained liquid mercaptans at minus 48 ° C in the presence of an end layer of silica gel;

3) при подаче жидких меркаптанов в адсорберы в слой последовательно оксида алюминия и силикагеля на стадии осушки сверху вниз на начальном этапе заполнения адсорбера сырьем будет происходить самопроизвольный сток жидкости в слое адсорбента, не обеспечивающий стационарных условий гидродинамики и, как следствие, приводящий к неравномерной осушке жидких меркаптанов в стекающих локальных струях жидкости и неравномерной отработки адсорбента в различных зонах слоев адсорбентов, что отрицательно скажется при проведении стадии адсорбционной осушки;3) when liquid mercaptans are fed into the adsorbers in a successive layer of aluminum oxide and silica gel at the stage of drying from top to bottom at the initial stage of filling the adsorber with raw materials, spontaneous liquid runoff occurs in the adsorbent layer, which does not provide stationary hydrodynamic conditions and, as a result, leads to uneven drying of the liquid mercaptans in flowing local jets of liquid and uneven development of the adsorbent in different zones of the adsorbent layers, which will negatively affect the adsorption stage th drying;

4) при десорбции адсорбированной влаги из адсорбентов, осуществляемой продувкой слоя последовательно силикагеля и оксида алюминия снизу вверх горячим товарным газом, оставшиеся в слое адсорбента между гранулами адсорбентов к началу десорбции жидкие меркаптаны будут выноситься из аппарата вместе с газом регенерации, что приведет к потере с газами значительного количества жидких меркаптанов - около 0,1-0,2 объема слоя адсорбентов;4) during desorption of adsorbed moisture from adsorbents by purging a layer of silica gel and alumina sequentially with hot commodity gas from bottom to top, the liquid mercaptans remaining in the adsorbent layer between the adsorbent granules will be removed from the apparatus along with the regeneration gas, which will lead to gas loss a significant amount of liquid mercaptans - about 0.1-0.2 volume of the adsorbent layer;

5) десорбция адсорбированной влаги из адсорбентов, осуществляемая продувкой слоя силикагеля и оксида алюминия снизу вверх горячим товарным газом с постепенным повышением его температуры с 45 до 300-320°C, требует реализации нестационарной работы электронагревателей для обеспечения переменной температуры горячего товарного газа, кроме того, электронагреватели, легко применимые при пилотных масштабах процесса, для условий промышленной установки становятся слишком крупными потребителями электрической энергии;5) desorption of adsorbed moisture from adsorbents, carried out by blowing a layer of silica gel and alumina from bottom to top with hot commercial gas with a gradual increase in its temperature from 45 to 300-320 ° C, requires the implementation of unsteady operation of electric heaters to provide a variable temperature of the hot commercial gas, in addition, electric heaters, easily applicable at the pilot scale of the process, for industrial installation conditions become too large consumers of electric energy;

6) проведение десорбции адсорбированной влаги из сдвоенного слоя адсорбентов, осуществляемой продувкой слоя адсорбентов снизу вверх горячим товарным газом с последующим охлаждением слоя адсорбентов до 45°C продувкой слоя холодным товарным газом в одном аппарате (десорбере), приводит к разрыву технологического цикла с периодическим нагревом газа в электронагревателе для регенерации слоя адсорбентов и соответствующим отключением электронагревателя при охлаждении слоя адсорбентов в том же десорбере.6) desorption of adsorbed moisture from a double layer of adsorbents, by purging the adsorbent layer from bottom to top with hot commodity gas, followed by cooling of the adsorbent layer to 45 ° C by blowing the layer with cold commodity gas in one apparatus (stripper), leading to a break in the technological cycle with periodic gas heating in the electric heater for regeneration of the adsorbent layer and the corresponding shutdown of the electric heater when the adsorbent layer is cooled in the same desorber.

Известна также установка адсорбционной осушки жидких меркаптанов, наиболее близкая по сущности заявляемому изобретению, в виде блока адсорбционной осушки одоранта, включающего обработку жидких меркаптанов адсорбентом в динамических условиях в системе адсорберов и десорберов, работающих попеременно с регенерацией адсорбента после его дезактивации, емкости, холодильники, систему нагрева газа регенерации и трубопроводную систему с клапанами, с линией подачи одоранта в накопительную емкость, соединенную с параллельно установленными адсорберами, заполненными адсорбентом, верх которых соединен линией выхода газа регенерации через холодильник с сепаратором, верх которого соединен с линией отвода газа регенерации, а низ - с линией отвода воды, при этом низ адсорберов соединен с линиями подачи газа регенерации и выхода осушенного одоранта, причем адсорберы содержат цеолиты NaA, блок осушки дополнительно снабжен фильтрами для улавливания механических примесей, установленными на линии выхода осушенного одоранта, и загрузочно-разгрузочной емкостью для слива одоранта, соединенной с низом адсорберов, а в качестве накопительной емкости содержит гравитационный отстойник полочно-трубчатого типа (патент на полезную модель RU №106558 U1, B01D 53/26, B01D 53/02, 20.07.2011). Рассмотренная установка осушки жидких меркаптанов имеет следующие недостатки:Also known is the installation of adsorption drying of liquid mercaptans, the closest in essence to the claimed invention, in the form of an adsorption drying unit of an odorant, including the treatment of liquid mercaptans with an adsorbent under dynamic conditions in a system of adsorbers and desorbers, working alternately with regeneration of the adsorbent after its deactivation, containers, refrigerators, system regeneration gas heating and piping system with valves, with an odorant supply line to the storage tank connected to parallel installed a sorbers filled with adsorbent, the top of which is connected to the outlet line of the regeneration gas through a refrigerator with a separator, the top of which is connected to the line of the outlet of the regeneration gas, and the bottom to the line of the outlet of water, while the bottom of the adsorbers is connected to the supply lines of the regeneration gas and the outlet of the dried odorant, adsorbers contain NaA zeolites, the drying unit is additionally equipped with filters for trapping mechanical impurities installed on the outlet line of the dried odorant, and a loading and unloading tank for draining the odorant, ennoy with the bottom of the adsorbers, and as the storage capacitance comprises a gravity settler Shelving-tube type (utility model patent RU №106558 U1, B01D 53/26, B01D 53/02, 20.07.2011). The considered installation of drying liquid mercaptans has the following disadvantages:

1) цеолиты NaA, обладая высокой влагоемкостью, одновременно способны в значительных количествах адсорбировать метан, этан и пропан, поэтому при продувке слоя адсорбента товарным газом при вытеснении жидких меркаптанов из адсорбера перед десорбцией цеолитов произойдет адсорбция некоторого количества углеводородов, что приведет на стадии регенерации адсорбента к образованию недесорбируемых коксоподобных веществ и существенной дезактивации цеолитов NaA в ходе их многоцикловой эксплуатации;1) NaA zeolites, having high moisture capacity, are simultaneously capable of adsorbing methane, ethane and propane in significant quantities, therefore, when the adsorbent layer is purged with commercial gas when liquid mercaptans are displaced from the adsorber, a certain amount of hydrocarbons will be adsorbed before zeolite desorption, which will lead to the adsorbent regeneration stage to the formation of non-desorbable coke-like substances and the significant deactivation of NaA zeolites during their multi-cycle operation;

2) при подаче жидких меркаптанов в адсорберы в слой цеолитов NaA на стадии осушки сверху вниз на начальном этапе заполнения адсорбера сырьем будет происходить самопроизвольный сток жидкости в слое адсорбента, не обеспечивающий стационарных условий гидродинамики и, как следствие, приводящий к неравномерной осушке жидких меркаптанов в стекающих локальных струях жидкости и неравномерной отработке адсорбента в различных зонах слоев адсорбентов, что отрицательно скажется при проведении стадии адсорбционной осушки;2) when liquid mercaptans are fed into the adsorbers in the NaA zeolite layer at the top-down drying stage, the liquid will spontaneously flow into the adsorbent layer at the initial stage of filling the adsorber with raw materials, which does not provide stationary hydrodynamic conditions and, as a result, leads to uneven drying of the liquid mercaptans in the draining local liquid jets and uneven development of the adsorbent in various zones of the adsorbent layers, which will adversely affect the stage of adsorption drying;

3) при десорбции адсорбированной влаги из цеолитов NaA, осуществляемой продувкой слоя адсорбента снизу вверх горячим товарным газом, оставшиеся в слое адсорбента между гранулами адсорбента к началу десорбции жидкие меркаптаны будут выноситься из аппарата вместе с газами регенерации, что приведет к потере с газами значительного количества жидких меркаптанов - около 0,1-0,2 объема слоя адсорбента;3) upon desorption of adsorbed moisture from NaA zeolites by purging the adsorbent layer from bottom to top with hot commodity gas, the liquid mercaptans remaining in the adsorbent layer between the adsorbent granules at the beginning of desorption will be removed from the apparatus along with regeneration gases, which will lead to the loss of a significant amount of liquid mercaptans - about 0.1-0.2 volume of the adsorbent layer;

4) десорбция адсорбированной влаги из адсорбента, осуществляемая продувкой слоя цеолитов NaA снизу вверх горячим товарным газом с постепенным повышением его температуры с 45 до 300°C, требует реализации нестационарной работы электронагревателей для обеспечения переменной температуры горячего товарного газа, кроме того, электронагреватели, легко применимые при пилотных масштабах процесса, для условий промышленной установки становятся слишком крупными потребителями электрической энергии;4) desorption of adsorbed moisture from the adsorbent, carried out by purging the NaA zeolite layer from bottom to top with hot commercial gas with a gradual increase in its temperature from 45 to 300 ° C, requires the unsteady operation of electric heaters to provide a variable temperature of the hot commercial gas, in addition, electric heaters that are easily applicable at the pilot scale of the process, for the conditions of an industrial installation, they become too large consumers of electric energy;

5) проведение десорбции адсорбированной влаги из слоя адсорбента, осуществляемой продувкой слоя адсорбента снизу вверх горячим товарным газом с последующим охлаждением слоя адсорбента до 45°C продувкой слоя холодным товарным газом в одном аппарате (десорбере), приводит к разрыву технологического цикла с периодическим нагревом газа в электронагревателе для регенерации слоя адсорбентов и соответствующим отключением электронагревателя при охлаждении слоя адсорбента в том же десорбере.5) desorption of adsorbed moisture from the adsorbent layer, by purging the adsorbent layer from the bottom up with hot commodity gas, followed by cooling of the adsorbent layer to 45 ° C by blowing the layer with cold commodity gas in one apparatus (stripper), leads to a break in the technological cycle with periodic gas heating in electric heater for regeneration of the adsorbent layer and the corresponding shutdown of the electric heater when the adsorbent layer is cooled in the same desorber.

Задачей заявляемого изобретения является разработка способа осушки жидких меркаптанов, отличающегося повышенными технико-экономическими показателями за счет оптимизации технологической схемы установки и формирования таких эксплуатационных особенностей адсорберов, которые обеспечивают интенсификацию процессов, протекающих в основных аппаратах установки.The objective of the invention is the development of a method of drying liquid mercaptans, characterized by improved technical and economic indicators due to the optimization of the technological scheme of the installation and the formation of such operational features of the adsorbers that provide the intensification of the processes occurring in the main apparatus of the installation.

Для решения поставленной задачи предлагается установка адсорбционной осушки жидких меркаптанов, включающая обработку жидких меркаптанов адсорбентом в динамических условиях в системе адсорберов и десорберов, работающих попеременно с регенерацией адсорбента после его дезактивации, емкости, холодильники, систему нагрева газа регенерации и трубопроводную систему с клапанами, в которой система адсорберов и десорберов содержит в качестве адсорбента цеолиты КА или NaA для обеспечения температуры помутнения осушенных меркаптанов минус 45°C, заполняющие, по меньшей мере, четыре аппарата с функцией адсорбера-десорбера, при этом два аппарата, соединенные последовательно, обеспечивают проведение стадии адсорбционной осушки жидких меркаптанов, когда первый адсорбер находится в режиме адсорбции обеспечения грубой осушки жидких меркаптанов, второй адсорбер находится в режиме тонкой осушки жидких меркаптанов, третий адсорбер обеспечивает регенерацию адсорбента потоком горячего десорбирующего метансодержащего газа, четвертый адсорбер обеспечивает охлаждение адсорбента после регенерации потоком холодного метансодержащего газа, система нагрева газов регенерации представляет собой трубчатую печь, через змеевик которой проходит нагреваемый десорбирующий метансодержащий газ, а трубопроводная система с клапанами функционирует в соответствии с циклограммой процесса осушки жидких меркаптанов, при этом верх адсорберов соединен с линией выхода осушенных жидких меркаптанов и линией подачи десорбирующего метансодержащего газа, а низ адсорберов соединен с линией входа осушаемых жидких меркаптанов из накопительной емкости и линией выхода газа регенерации через холодильник с циклоном, центральная труба которого соединена с линией отвода газа регенерации, а низ соединен линией отвода с отстойником сконденсированной воды и жидких меркаптанов с линией дренажа сконденсированной воды и линией, соединяющей отстойник с накопительной емкостью.To solve this problem, it is proposed to install an adsorption drying of liquid mercaptans, including the treatment of liquid mercaptans with an adsorbent under dynamic conditions in a system of adsorbers and desorbers operating alternately with regeneration of the adsorbent after its deactivation, containers, refrigerators, a regeneration gas heating system and a pipeline system with valves, in which the system of adsorbers and desorbers contains as an adsorbent zeolites KA or NaA to ensure the cloud point of the drained mercaptans minus 45 ° C, filling at least four apparatuses with the function of an adsorber-desorber, and two apparatuses connected in series provide the stage of adsorption drying of liquid mercaptans, when the first adsorber is in the adsorption mode providing coarse drying of liquid mercaptans, the second adsorber is in the mode of fine drying liquid mercaptans, the third adsorber provides regeneration of the adsorbent with a stream of hot stripping methane-containing gas, the fourth adsorber provides cooling of the adsorbent after regeneration by a flow of cold methane-containing gas, the heating system of regeneration gases is a tube furnace through which a heated desorbing methane-containing gas passes through a coil, and the pipeline system with valves operates in accordance with the sequence diagram of the process of drying liquid mercaptans, while the top of the adsorbers is connected to the outlet line of the drained liquid mercaptans and the supply line of the desorbing methane-containing gas, and the bottom of the adsorbers is connected to the input line of the drained liquid mercaptans from the storage the capacity and the outlet line of the regeneration gas through the refrigerator with a cyclone, the central pipe of which is connected to the drainage line of the regeneration gas, and the bottom is connected to the drainage line of condensed water and liquid mercaptans with the drainage line of condensed water and the line connecting the settler to the storage tank.

Предложенные для заполнения адсорберов-десорберов в качестве адсорбента цеолиты КА или NaA являются селективными адсорбентами, которые кроме воды способны адсорбировать только водород и гелий, отсутствующие в осушаемых жидких меркаптанах. В связи с этим, весь адсорбционный объем цеолитов КА или NaA будет заполняться только молекулами воды, что позволит минимизировать необходимый объем адсорбента на установке для обеспечения глубины осушки жидких меркаптанов до достижения температуры помутнения минус 45°C и, соответственно, размеры адсорберов-десорберов. Температура помутнения жидких меркаптанов, как тиоспиртов, минус 45°C близка к характеристике растворимости воды в спиртах, так, например, температура помутнения изоамилового спирта при минус 45°C соответствует концентрации воды в нем около 2000 ppm (Luft N.W. Industrial chemist, 1957, №2, р. 446), то есть 0,2% об., тогда как цеолиты КА обеспечивают значительно меньшее содержание остаточной воды в осушаемых органических жидкостях (Кельцев Н.В. Основы адсорбционной техники. М.: Химия, 1976, 340 с.).Zeolites of KA or NaA, proposed for filling adsorbers-desorbers as adsorbent, are selective adsorbents, which, in addition to water, can adsorb only hydrogen and helium, which are absent in drained liquid mercaptans. In this regard, the entire adsorption volume of CA or NaA zeolites will be filled only with water molecules, which will minimize the necessary adsorbent volume at the facility to ensure the drying depth of liquid mercaptans until the cloud point reaches minus 45 ° C and, accordingly, the sizes of desorbers. The cloud point of liquid mercaptans, like thioalcohols, minus 45 ° C is close to the water solubility in alcohols, for example, the cloud point of isoamyl alcohol at minus 45 ° C corresponds to a water concentration in it of about 2000 ppm (Luft NW Industrial chemist, 1957, no. 2, p. 446), that is, 0.2% vol., While CA zeolites provide a significantly lower residual water content in drained organic liquids (Keltsev N.V. Fundamentals of adsorption technology. M: Chemistry, 1976, 340 p. )

Замена двух параллельно работающих в аналоге адсорберов на два последовательно работающих адсорбера позволяет дополнительно уменьшить расход адсорбента на очистку за счет увеличения коэффициента эффективности использования адсорбционного потенциала адсорбента К_Э. При работе двух параллельно работающих адсорберов с высотой слоя адсорбента L по слою в направлении движения осушаемого потока со скоростью v перемещается зона массопередачи длиной L⁰, при этом эффективность использования адсорбционного потенциала адсорбента К_Э составляет:Replacing two adsorbers operating in parallel with an analog in two successive adsorbers can further reduce the consumption of adsorbent for cleaning by increasing the coefficient of efficiency of adsorption potential of the adsorbent _KE . When two parallel adsorbers work with the adsorbent layer height L along the layer in the direction of flow of the drained stream with a speed v, the mass transfer zone of length L ⁰ moves, while the efficiency of using the adsorption potential of the adsorbent K _E is:

K_Э=(L-L⁰)/L.K _e = (LL ⁰ ) / L.

Увеличение глубины осушки от начальной концентрации адсорбируемой примеси С_НАЧ до конечной концентрации С_КОН приводит к соответствующему возрастанию длины зоны массопередачи, так, десятикратное увеличение глубины осушки С_НАЧ/С_КОН с 10 до 100 приводит к двух-трехкратному возрастанию величины L⁰.An increase in the drying depth from the initial concentration of the adsorbed impurity C _NACH to the final concentration C _KOH leads to a corresponding increase in the length of the mass transfer zone; thus, a tenfold increase in the depth of drying C _NACH / C _KOH from 10 to 100 leads to a two to threefold increase in the value of L ⁰ .

При работе двух последовательно работающих адсорберов с суммарной высотой слоя адсорбента 2L по слою в направлении движения осушаемого потока со скоростью 2v перемещается зона массопередачи длиной (L⁰-2^0,5), при этом эффективность использования адсорбционного потенциала адсорбента К_Э составляет:

When two sequential adsorbers with a total adsorbent layer height of 2L are working along the layer in the direction of movement of the drained stream at a speed of 2v, a mass transfer zone with a length (L ⁰ -2 ^0.5 ) moves, while the efficiency of using the adsorption potential of the adsorbent _KE is:

В таблице 1 представлены данные при параллельном и последовательном соединениях адсорберов, а также приведен прирост эффективности при последовательном соединении адсорберов от длины зоны массопередачи. Как следует из таблицы 1, последовательное соединение двух адсорберов приводит к росту эффективности использования адсорбционного потенциала адсорбента К_Э, причем при увеличении длины зоны массопередачи L⁰ величина К_Э существенно возрастает, приводя, например, к росту величины К_Э до 70% при длине зоны массопередачи (L⁰), равной 5 м, и последовательном соединении двух адсорберов высотой 10 м каждый.Table 1 presents the data for parallel and serial connections of adsorbers, and also shows the increase in efficiency with serial connection of adsorbers from the length of the mass transfer zone. As follows from table 1, the serial connection of two adsorbers leads to an increase in the efficiency of using the adsorption potential of the adsorbent _KE , and with an increase in the length of the mass transfer zone L ^{0, the} value of _KE increases significantly, leading, for example, to an increase in _KE up to 70% with the length of the zone mass transfer (L ⁰ ), equal to 5 m, and the serial connection of two adsorbers with a height of 10 m each.

Использование на стадии адсорбции двух последовательно соединенных адсорберов, с высотой слоя адсорбента, например, 10 м каждый и загрузкой 6 тонн адсорбента, вместо одного адсорбера с высотой слоя адсорбента 20 м и загрузкой 12 тонн адсорбента при продолжительности стадии адсорбции в обоих случаях 12 часов с идентичными результатами осушки жидких меркаптанов (производительность установки, емкость адсорбента, глубина осушки меркаптанов) приводит к дополнительной экономии на затратах на адсорбент: при двух последовательно соединенных адсорберах с загрузкой 6 тонн адсорбента в каждый можно использовать четырехаппаратную схему установки, в которой два адсорбера работают на стадии адсорбции, один из адсорберов на стадии регенерации адсорбента, а другой адсорбер работает на стадии охлаждения адсорбента с общей загрузкой адсорбента в четыре аппарата 24 тонн, тогда как при использовании на стадии адсорбции одного большого адсорбера придется использовать трехколонную схему установки с одинаковыми по размерам аппаратами, работающими соответственно на стадиях адсорбционной осушки меркаптанов, регенерации адсорбента и охлаждения адсорбента с общей загрузкой адсорбента 36 тонн.The use of two series-connected adsorbers at the adsorption stage, with an adsorbent layer height of, for example, 10 m each and loading 6 tons of adsorbent, instead of one adsorber with an adsorbent layer height of 20 m and loading 12 tons of adsorbent with an adsorption stage lasting 12 hours in both cases with identical the results of the drying of liquid mercaptans (plant capacity, adsorbent capacity, the depth of drying of mercaptans) leads to additional savings on the cost of adsorbent: with two series-connected ads berah with the loading of 6 tons of adsorbent in each, you can use the four-unit installation scheme in which two adsorbers work at the adsorption stage, one of the adsorbers at the adsorbent regeneration stage, and the other adsorber works at the stage of cooling the adsorbent with a total adsorbent load of four apparatuses of 24 tons, then how, when using one large adsorber at the adsorption stage, it will be necessary to use a three-column installation scheme with devices of the same size, operating accordingly at the stages of adsorption shki mercaptans adsorbent regeneration and cooling of adsorbent adsorbent with a total loading of 36 tons.

Перемещение осушаемых жидких меркаптанов в слое адсорбента снизу вверх, а метансодержащих газов десорбции сверху вниз улучшает гидродинамическую обстановку в адсорберах-десорберах: в первом случае отсутствуют локальные потоки жидкости и обеспечивается равномерное заполнение слоя адсорбента меркаптанами, а во втором случае направление движения газов регенерации совпадает с направлением действия гравитационных сил, воздействующих на капли жидкой фазы в межгрануляционном пространстве, что ускоряет просушку слоя адсорбента на стадии регенерации.The movement of drained liquid mercaptans in the adsorbent layer from bottom to top, and methane-containing desorption gases from top to bottom improves the hydrodynamic situation in adsorbers-desorbers: in the first case there are no local liquid flows and uniform filling of the adsorbent layer with mercaptans, and in the second case, the direction of movement of the regeneration gases coincides with the direction the action of gravitational forces acting on drops of the liquid phase in the intergranulation space, which accelerates the drying of the adsorbent layer at the stage regeneration.

Нагрев газа регенерации в трубчатой печи вместо электронагревателей позволяет перейти с дорогого энергоносителя (электроэнергии) на дешевое топливо - некондиционные метансодержащие газы как отходы процесса получения одоранта.Heating the regeneration gas in a tube furnace instead of electric heaters allows you to switch from expensive energy (electricity) to cheap fuel - substandard methane-containing gases as waste from the odorant process.

Замена гравитационного сепаратора на циклон при отделении конденсата воды и меркаптанов из метансодержащего газа регенерации после его охлаждения в холодильнике позволяет обеспечить тонкую очистку отходящего газа в первую очередь от микрокапель меркаптанов, что, как следствие, приводит к более высокому уровню защиты окружающей среды, поскольку центробежная сила, как движущая сила процесса разделения неоднородной среды в циклоне, в 10-15 раз превышает силу тяжести, обеспечивающей разделение в сепараторе.Replacing the gravity separator with a cyclone during the separation of water condensate and mercaptans from methane-containing regeneration gas after cooling it in the refrigerator allows for fine purification of the exhaust gas primarily from microdroplets of mercaptans, which, as a result, leads to a higher level of environmental protection, since centrifugal force , as the driving force of the process of separation of an inhomogeneous medium in a cyclone, is 10-15 times higher than the gravity providing separation in the separator.

Желательно для возможности варьирования в широком диапазоне технологических параметров работы установки адсорбционной осушки жидких меркаптанов, чтобы линии перемещения жидких меркаптанов могли функционировать при давлении 6-40 атм. и температуре 25-50°C, а линии перемещения десорбирующего метансодержащего газа могли функционировать при давлении 6-40 атм и температуре 320-350°C. Так, например, с позиций повышения эффективности десорбции влаги из цеолитов целесообразно понижение давления десорбирующего метансодержащего газа, а с позиций интенсификации его нагрева в трубчатой печи - повышение давления десорбирующего метансодержащего газа, что уменьшить размеры печи, повышение температуры адсорбционного процесса до 45-50°C полезно, так как при этом повышается коэффициент диффузии адсорбируемой воды, что интенсифицирует кинетику адсорбции цеолитами КА. Конкретное решение о значениях технологических параметров процесса осушки жидких меркаптанов определяется экономической целесообразностью.It is desirable for the possibility of varying in a wide range of technological parameters of the operation of the installation of adsorption drying of liquid mercaptans, so that the lines of movement of liquid mercaptans can function at a pressure of 6-40 atm. and a temperature of 25-50 ° C, and the movement lines of the stripping methane-containing gas could function at a pressure of 6-40 atm and a temperature of 320-350 ° C. So, for example, from the point of view of increasing the efficiency of desorption of moisture from zeolites, it is advisable to lower the pressure of the desorbing methane-containing gas, and from the point of view of intensifying its heating in the tube furnace, increasing the pressure of the desorbing methane-containing gas, which will reduce the size of the furnace and increase the temperature of the adsorption process to 45-50 ° C it is useful, since this increases the diffusion coefficient of adsorbed water, which intensifies the adsorption kinetics of CA zeolites. A specific decision on the values of the technological parameters of the process of drying liquid mercaptans is determined by economic feasibility.

Целесообразно также, для обеспечения гибкости работы установки адсорбционной осушки жидких меркаптанов обеспечить возможность ее работы при необходимости заменой цеолитов КА в системе адсорберов и десорберов на цеолиты NaA, при этом высота слоя цеолитов NaA в адсорберах L_NaA для компенсации дезактивации цеолитов NaA в процессе регенерации десорбирующим метансодержащим газом рассчитывается по уравнению:It is also advisable to ensure the flexibility of the operation of the adsorption dehydration of liquid mercaptans to ensure the possibility of its operation if necessary by replacing CA zeolites in the system of adsorbers and desorbers with NaA zeolites, while the height of the layer of NaA zeolites in L _NaA adsorbers to compensate for the deactivation of NaA zeolites during regeneration by a desorbing methane-containing gas is calculated by the equation:

где L_KA - расчетная высота слоя цеолитов КА в адсорберах;where L _KA is the calculated height of the layer of CA zeolites in adsorbers;

$L_{K A}^{0}$

- длина зоны массопередачи цеолитов КА при технологических параметрах осушки жидких меркаптанов;

L_{K A}^{0}

- the length of the mass transfer zone of the SC zeolites at the technological parameters of the drying of liquid mercaptans;

$L_{N a A}^{0}$

- длина зоны массопередачи цеолитов NaA при технологических параметрах осушки жидких меркаптанов;

L_{N a A}^{0}

- the length of the mass transfer zone of NaA zeolites at the technological parameters of the drying of liquid mercaptans;

K_D - коэффициент дезактивации цеолитов NaA по сравнению с цеолитами KA (K_D>1).K _D is the coefficient of deactivation of zeolites NaA compared with zeolites KA (K _D > 1).

На фигуре 1 представлена схема установки, на которой может быть реализован заявляемый способ осушки жидких меркаптанов. Установка включает следующие аппараты и трубопроводы:The figure 1 presents the installation diagram, which can be implemented by the inventive method of drying liquid mercaptans. The installation includes the following devices and pipelines:

101-105 - емкости;101-105 - capacity;

106-108 - насосы;106-108 - pumps;

109-111 - фильтры;109-111 - filters;

112 - печь;112 - oven;

113-114 - теплообменники;113-114 - heat exchangers;

115 - воздушный холодильник;115 - air cooler;

116 - циклон;116 - a cyclone;

117-120 - адсорберы;117-120 - adsorbers;

1-33 - трубопроводы.1-33 - pipelines.

Установка, реализующая заявляемый способ осушки жидких меркаптанов, функционирует следующим образом. Жидкие меркаптаны по трубопроводу 1 поступают в отстойник-разделитель 101, где производится их отстой и отделение от меркаптанов воды, которая отводится с установки по трубопроводу 31. Далее жидкие меркаптаны по трубопроводу 2 поступают в насос 106, после которого по трубопроводу 3 направляются в теплообменник 114, откуда нагретые до 40-50°C жидкие меркаптаны по трубопроводу 4 и 6 поступают в промежуточную емкость 103 до полного ее заполнения. В это время метановая фракция (метансодержащий газ) под давлением 6-40 атм., поступающая по трубопроводам 7 и 8 в емкость 102, вытесняет меркаптаны из емкости, которые далее по трубопроводам 10 и 12 поступают в адсорбер, находящийся в режиме адсорбции грубой осушки 117. Емкости 102, 103 представляют собой горизонтальные цилиндрические пустотелые аппараты, заполняемые жидкими меркаптанами по трубопроводам 5 и 6 и разгружающие меркаптанами по очереди по трубопроводам 10 и 11. Адсорберы 117-120 представляют собой вертикальные цилиндрические аппараты, заполненные адсорбентом-цеолитом КА или NaA и работающие в соответствии с циклограммой процесса (фиг. 2). На установке реализован периодический процесс адсорбции, то есть насыщенный адсорбент, потерявший активность, подвергается периодической регенерации и охлаждению. Блок адсорберов осушки жидких меркаптанов включает в себя четыре адсорбера и работает по четырехсорберной схеме: адсорбера 117 и 118 находятся в режиме адсорбции (грубая и тонкая осушки), адсорбер 119 - в режиме регенерации, адсорбер 120 - в режиме охлаждения. По окончании стадии адсорбции адсорбер переключают в режим регенерации адсорбента, затем в режим охлаждения.Installation that implements the inventive method of drying liquid mercaptans, operates as follows. The liquid mercaptans through pipeline 1 enter the settling tank-separator 101, where they are sedimented and separated from the mercaptans of water, which is discharged from the installation through pipeline 31. Next, the liquid mercaptans through pipeline 2 enter the pump 106, after which they are sent through pipeline 3 to the heat exchanger 114 from where the liquid mercaptans heated to 40-50 ° C come through the pipeline 4 and 6 to the intermediate tank 103 until it is completely filled. At this time, the methane fraction (methane-containing gas) under a pressure of 6-40 atm., Coming through pipelines 7 and 8 to the tank 102, displaces the mercaptans from the tank, which then go through the pipelines 10 and 12 to the adsorber, which is in the mode of adsorption of rough drying 117 Tanks 102, 103 are horizontal cylindrical hollow devices filled with liquid mercaptans through pipelines 5 and 6 and unloading mercaptans in turns through pipelines 10 and 11. Adsorbers 117-120 are vertical cylindrical devices filled those adsorbent-zeolite KA or NaA and working in accordance with the cyclogram of the process (Fig. 2). The installation implements a periodic adsorption process, that is, a saturated adsorbent that has lost activity is subjected to periodic regeneration and cooling. The block of adsorbers for drying liquid mercaptans includes four adsorbers and operates according to a four-adsorber circuit: adsorbers 117 and 118 are in the adsorption mode (coarse and fine drying), adsorber 119 is in the regeneration mode, and adsorber 120 is in the cooling mode. At the end of the adsorption stage, the adsorber is switched to the regeneration mode of the adsorbent, then to the cooling mode.

В адсорберах 117 и 118 происходит поглощение адсорбентом растворенной воды, содержащейся в жидких меркаптанах, при температуре 40-50°C. Жидкие меркаптаны проходят слой адсорбента в адсорбере 117 и направляются по трубопроводу 13 в адсорбер тонкой осушки 118, далее осушенные меркаптаны по трубопроводу 14 поступают в фильтр 111 для очистки от унесенных частиц цеолита и по трубопроводу 15 отводятся с установки.In adsorbers 117 and 118, the adsorbent absorbs dissolved water contained in liquid mercaptans at a temperature of 40-50 ° C. Liquid mercaptans pass through the adsorbent layer in the adsorber 117 and are sent via line 13 to the fine-dry adsorber 118, then the drained mercaptans go through the pipe 14 to the filter 111 to clean the entrained particles of the zeolite and are removed from the installation through the pipe 15.

Перед началом регенерации проводят слив жидких меркаптанов из адсорбера, находящегося в режиме адсорбции грубой осушки 117 по трубопроводу 16 в промежуточную емкость 105, путем вытеснения меркаптанов метановой фракцией (метансодержащим газом), поступающей по трубопроводам 7 и 19 под давлением 6-40 атм. Жидкие меркаптаны из промежуточной емкости 105 по трубопроводу 17 поступают в насос 107, а затем направляются в промежуточную емкость 103 по трубопроводу 18, а метановая фракция по трубопроводу 20 отводится с установки.Before the regeneration starts, the liquid mercaptans are drained from the adsorber, which is in the mode of adsorption of coarse dehydration 117 through line 16 to the intermediate tank 105, by displacing the mercaptans with the methane fraction (methane-containing gas), which flows through pipelines 7 and 19 under a pressure of 6-40 atm. Liquid mercaptans from the intermediate tank 105 through the pipe 17 enter the pump 107, and then sent to the intermediate tank 103 through the pipe 18, and the methane fraction through the pipe 20 is removed from the installation.

Метановая фракция (метансодержащий газ) под давлением 6-40 атм. и температуре 25-40°C подается по трубопроводам 7 и 19 в адсорбер 120 для охлаждения цеолита от 350-320°C до 40-45°C, после которого нагретая метановая фракция очищается от унесенных частиц пыли в фильтре 110, далее поток метановой фракции нагревается по следующей схеме: по трубопроводу 21 поступает в теплообменник 113, после которого частично нагретая метановая фракция по трубопроводу 22 направляется в печь 112, на форсунки которой по трубопроводу 32 подается топливный газ. Далее нагретая до температуры 330-350°C метановая фракция по трубопроводу 23 поступает в адсорбер 119, находящийся в режиме регенерации для регенерации цеолита. После адсорбера 119 метановая фракция направляется на очистку от унесенных частиц цеолита в фильтр 109. Охлаждение метановой фракции после регенерации цеолита происходит по следующей схеме: по трубопроводу 24 метановая фракция направляется в рекуперативный теплообменник 113, далее по трубопроводу 25 - в воздушный холодильник 115, после которого по трубопроводу 26 в теплообменник 114. Охлажденная в теплообменнике 114 до 40-50°C метановая фракция по трубопроводу 27 поступает в циклон 116, где происходит отделение метановой фракции от сконденсированных в теплообменнике 114 жидкие меркаптаны и воды. Очищенная метановая фракция после циклона 116 по трубопроводу 28 отправляется в коллектор топливной сети, а жидкие меркаптаны и вода по трубопроводу 29 направляются в емкость 104 для разделения. Отстоявшая вода из емкости 104 отводится с установки по трубопроводу 33, а жидкие меркаптаны по трубопроводу 30 поступают в насос 108 и далее по трубопроводу 18 перекачиваются в промежуточную емкость 103.Methane fraction (methane-containing gas) under a pressure of 6-40 atm. and a temperature of 25-40 ° C is supplied through pipelines 7 and 19 to the adsorber 120 for cooling the zeolite from 350-320 ° C to 40-45 ° C, after which the heated methane fraction is cleaned of entrained dust particles in the filter 110, then the methane fraction stream Heats up according to the following scheme: through a pipe 21 it enters a heat exchanger 113, after which a partially heated methane fraction is sent through a pipe 22 to a furnace 112, to the nozzles of which a fuel gas is fed through a pipe 32. Then, the methane fraction heated to a temperature of 330-350 ° C is passed through line 23 to adsorber 119, which is in the regeneration mode for the regeneration of zeolite. After adsorber 119, the methane fraction is sent for purification from entrained zeolite particles into the filter 109. The methane fraction is cooled after the zeolite is regenerated according to the following scheme: through the pipeline 24, the methane fraction is sent to the recuperative heat exchanger 113, then through pipeline 25 to the air cooler 115, after which through the pipe 26 to the heat exchanger 114. The methane fraction cooled in the heat exchanger 114 to 40-50 ° C through the pipe 27 enters the cyclone 116, where the methane fraction is separated from the condensed eploobmennike 114 mercaptans and liquid water. The purified methane fraction after cyclone 116 is sent via pipeline 28 to the collector of the fuel network, and liquid mercaptans and water are sent via pipeline 29 to separation vessel 104. The settled water from the tank 104 is discharged from the installation through the pipeline 33, and the liquid mercaptans through the pipeline 30 enter the pump 108 and then through the pipe 18 are pumped into the intermediate tank 103.

Анализ технологических и массообменных особенностей адсорбционной очистки и результаты расчетов подтверждает, что заявляемое изобретение решает задачу оптимизации технологической схемы установки и формирования таких эксплуатационных особенностей адсорберов и других аппаратов, которые обеспечивают интенсификацию процессов за счет специфики взаимосвязи высоты слоя адсорбента, длины зоны массопередачи и скорости осушаемого потока, перевода адсорберов с параллельного на последовательный режим работы, повышения уровня защиты окружающей среды от выбросов меркаптанов и возможность взаимозаменяемости применяемых адсорбентов.The analysis of technological and mass transfer features of adsorption treatment and the calculation results confirm that the claimed invention solves the problem of optimizing the technological scheme of the installation and the formation of such operational features of adsorbers and other devices that provide intensification of processes due to the specificity of the relationship between the height of the adsorbent layer, the length of the mass transfer zone and the rate of drained flow transferring adsorbers from parallel to serial operation, increasing the level of protection of the environment fluidized bed from mercaptans emissions and interchangeability used adsorbents.

Таблица 1Table 1 L⁰,
мL ⁰
m Параллельное соединение адсорберовParallel connection of adsorbers Последовательное соединение адсорберовSerial adsorbers Прирост эффективности при последовательном соединении адсорберовThe increase in efficiency with the serial connection of adsorbers L/L⁰ L / L ⁰ К_Э K _e 2L/(L⁰·2^0,5)2L / (L ⁰ · 2 ^0.5 ) К_Э K _e абсолютныйabsolute относительный, %relative,% 1one 10,0010.00 0,900.90 14,1314.13 0,930.93 0,030,03 3,303.30 22 5,005.00 0,800.80 7,067.06 0,860.86 0,060.06 7,507.50 33 3,333.33 0,700.70 4,714.71 0,790.79 0,090.09 12,8012.80 4four 2,502,50 0,600.60 3,543,54 0,720.72 0,120.12 20,0020.00 55 2,002.00 0,500.50 2,822.82 0,650.65 0,150.15 30,0030.00 66 1,661,66 0,400.40 2,402.40 0,580.58 0,180.18 45,0045.00 77 1,431.43 0,300.30 2,022.02 0,510.51 0,210.21 70,0070.00

Claims

1. Installation of adsorption drying of liquid mercaptans, including the treatment of liquid mercaptans with an adsorbent under dynamic conditions in a system of adsorbers and desorbers operating alternately with regeneration of the adsorbent after its deactivation, containers, refrigerators, a regeneration gas heating system and a pipeline system with valves, characterized in that the system adsorbers and desorbers contains as an adsorbent zeolites KA or NaA, filling at least four apparatus with the function of an adsorber-desorber, while two apparatus, connected sequentially, when the first adsorber is in the mode of adsorption of coarse drying liquid mercaptans, the second adsorber is in the mode of thin drying of liquid mercaptans, the third adsorber is in the mode of regeneration of the adsorbent by a stream of hot desorbing methane-containing gas, the fourth adsorber is in the mode of cooling of the adsorbent after regeneration by the flow of cold methane-containing gas, the heating system for regeneration gases is a tube furnace, through the coil of which passes a heated desorbing methane-containing gas, while the top of the adsorbers is connected to the outlet line of the drained liquid mercaptans and the supply line of the desorbing methane-containing gas, and the bottom of the adsorbers is connected to the outlet line of the drained liquid mercaptans from the storage tank and the outlet line of the regeneration gas through the refrigerator with a cyclone, the central pipe of which is connected to a regeneration gas outlet line, and the bottom is connected to a condensed water and liquid mercaptans outlet line to a condensed water sump and a condensed water drainage line and a line connecting stand with storage capacity.

2. The installation according to claim 1 is characterized in that the lines of movement of the liquid mercaptans function at a pressure of 6-40 atm. and a temperature of 25-50 ° C, and the movement lines of the stripping methane-containing gas operate at a pressure of 6-40 atm. and temperature 320-350 ° C.

3. The installation according to claim 1 is characterized in that the height of the layer of NaA zeolites in L _NaA adsorbers to compensate for the deactivation of NaA zeolites during regeneration by a desorbing methane-containing gas is calculated by the equation:
L _NaA = L _KA • L ⁰ _NaA • K _D / L ⁰ _KA ,
where L _KA is the calculated height of the layer of CA zeolites in adsorbers;
L ⁰ _KA is the length of the mass transfer zone of KA zeolites at the technological parameters of the drying of liquid mercaptans;
L ⁰ _NaA is the length of the mass transfer zone of NaA zeolites at the technological parameters of the drying of liquid mercaptans;
K _D is the coefficient of deactivation of NaA zeolites in comparison with CA zeolites (K _D > 1).