RU2575540C2 - Способ регенерации насыщенного раствора поглотителя влаги - Google Patents
Способ регенерации насыщенного раствора поглотителя влаги Download PDFInfo
- Publication number
- RU2575540C2 RU2575540C2 RU2013125632/05A RU2013125632A RU2575540C2 RU 2575540 C2 RU2575540 C2 RU 2575540C2 RU 2013125632/05 A RU2013125632/05 A RU 2013125632/05A RU 2013125632 A RU2013125632 A RU 2013125632A RU 2575540 C2 RU2575540 C2 RU 2575540C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- membrane
- carried out
- stage
- regeneration
- ions
- Prior art date
Links
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 title claims abstract description 19
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 title claims abstract description 13
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 239000012047 saturated solution Substances 0.000 title claims abstract description 12
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 49
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 26
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 claims abstract description 22
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 claims abstract description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims abstract description 12
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims abstract description 11
- 239000002274 desiccant Substances 0.000 abstract description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 4
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 abstract description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 238000007670 refining Methods 0.000 abstract description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 23
- 238000010612 desalination reaction Methods 0.000 description 22
- MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N diethylene glycol Substances OCCOCCO MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 13
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 13
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 238000011033 desalting Methods 0.000 description 6
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 6
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 6
- 238000005373 pervaporation Methods 0.000 description 6
- 230000001172 regenerating Effects 0.000 description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 6
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 5
- -1 chlorine ions Chemical class 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 5
- 210000004544 DC2 Anatomy 0.000 description 4
- 230000002530 ischemic preconditioning Effects 0.000 description 4
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 3
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 description 3
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 description 3
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 description 3
- 229920003086 cellulose ether Polymers 0.000 description 3
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 3
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 2
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 2
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 2
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 238000001030 gas--liquid chromatography Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 238000004876 x-ray fluorescence Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение относится к способам регенерации насыщенного раствора поглотителя влаги - диэтиленгликоля, который используют в качестве абсорбента для извлечения водяных паров из газа в установках осушки природных и нефтяных газов. Способ регенерации насыщенного раствора поглотителя влаги, включающий вывод из абсорбера установки осушки природных и нефтяных газов насыщенного абсорбента и его обработку в две стадии, при этом обработку проводят при удельном потоке в надмембранном пространстве 3,7·103-3,9·103 л/(ч·м2), отличающийся тем, что на первой стадии процесс проводится с использованием 2 мембранных установок при 18-25°С, причем в первой мембранной установке происходит отделение ионов Са2+, а во второй - ионов Cl-, а вторую стадию процесса проводят с использованием 2 других мембранных установок при 50-55°С. Технический результат - повышение качества и эффективности регенерации абсорбента. Предлагаемый способ может быть широко использован для утилизации и регенерации отходов химической технологии, применяемой в нефте-, газодобывающей и перерабатывающей промышленности, так как он позволяет безотходно и экономично повторно использовать осушитель природных и нефтяных газов. 1 ил., 2 табл.
Description
Изобретение относится к способам регенерации насыщенного раствора поглотителя влаги - диэтиленгликоля, который используют в качестве абсорбента для извлечения водяных паров из газа в установках осушки природных и нефтяных газов.
Известен способ регенерации насыщенного раствора поглотителя влаги (авторское свидетельство СССР №622362, МПК B01D 53/26, 1988 г. ), заключающийся в том, что часть подогретого раствора после печи подают в буферную емкость, в которую поступает также из полуглухой тарелки колонны насыщенный раствор абсорбента (диэтиленгликоля). За счет смешения более горячего раствора, поступающего из печи, с раствором, имеющим более низкую температуру, в емкости происходит испарение части воды. Образующуюся паровую фазу подают в куб колонны. Раствор из буферной емкости насосами подают в печь. Регенерированный раствор из куба колонны насосами отводят от установки.
Недостатками данного способа являются: термическое разложение диэтиленгликоля за счет его перегрева; интенсивная коррозия оборудования, которая в паровой фазе существенно выше, чем в жидкой; существенное нарушение режима при изменении производительности.
Также известен способ регенерации насыщенного раствора абсорбента (патент РФ №2023484, МПК B01D 53/26, 1994 г. ), включающий вывод из абсорбера установки осушки природных и нефтяных газов, подачу последнего в десорбер, разделенный полуглухой тарелкой, подогрев в печи с поддержанием жидкофазного состояния абсорбента в количестве, необходимом для получения заданной концентрации регенерированного раствора абсорбента и определяемом кратностью рециркуляции раствора через печь.
Недостатком этого способа является включение в технологическую схему печи, что приводит к неизбежному частичному термическому разложению диэтиленгликоля.
Известен также способ регенерации осушителя природного газа (патент РФ №2121392, МПК B01D 53/26, 1998 г. ), включающий вывод из абсорбера установки осушки природных и нефтяных газов насыщенного абсорбента и его обработку в две технологические стадии, первая из которых позволяет обессолить насыщенный абсорбент за счет его прокачки через мембранный элемент и последующее пропускание через ионнообменные колонки при температуре 20-35°С, а вторая приводит к осушке обессоленного абсорбента путем его первапорации, проводимой при температуре 58-60°С.
Недостатком этого способа является использование на стадии обессоливания ионнообменных колонок, что требует частых остановок технологического процесса для их регенерации.
Наиболее близким к предлагаемому способу является способ регенерации насыщенного раствора поглотителя влаги (патент РФ №2149677, МПК B01D 53/14, B01D 53/26, опубл. 27.05.2000), включающий вывод из абсорбера установки осушки природных и нефтяных газов насыщенного абсорбента и его обработку в две стадии, при этом обработку проводят при давлении 2-4 атм и удельном потоке в надмембранном пространстве 3,7·103-3,9·103 л/(ч·м2), на первой стадии - с использованием двух мембранных установок и на второй стадии - одной мембранной установки.
Недостатком данного способа является необходимость использования высокого давления (2-4 атм) и высокой температуры (57-60°С) при проведении обработки, что существенно увеличивает затраты на проведение процесса.
Задачей, решаемой при создании предлагаемого изобретения, является создание эффективного технологического процесса регенерации абсорбента при щадящих условиях с возможностью его многократного использования.
Технический результат - повышение качества и эффективности регенерации абсорбента.
Технический результат достигается тем, что в способе регенерации насыщенного раствора поглотителя влаги, включающем вывод из абсорбера установки осушки природных и нефтяных газов насыщенного абсорбента и его обработку в две стадии, причем на первой стадии (стадии обессоливания) абсорбент прокачивают последовательно через 2 мембранные установки, на второй стадии (стадии осушки) абсорбент пропускают также через 2 другие мембранные установки. На стадии обессоливания в первой мембранной установке используется мембрана, позволяющая отделить ионы Са2+, а во второй мембранной установке - мембрана, позволяющая отделить ионы Cl-. В качестве материала мембраны на стадии обезвоживания используют гидрофильный материал, позволяющий полностью разделить поглотитель влаги и воду. Все мембраны запаковываются в виде рулонного элемента. Обе стадии проводятся при удельном потоке в надмембранном пространстве 3,7·103-3,9·103 л/(ч·м2).
Контроль за протеканием процесса обессоливания осуществляется методом рентгенофлуоресцентного анализа, а за протеканием процесса первапорации (осушки) - методом газожидкостной хроматографии.
Первая стадия (обессоливания) проводится при температуре 18-25°С, при этом дополнительное охлаждение ниже 18°С или нагревание выше 25°С насыщенного осушителя природного газа нецелесообразно вследствие высоких энергозатрат и снижения эффективности обессоливания. Вторая стадия (осушка) проводится при температуре 50-55°С, причем уменьшение температуры ниже 50°С приводит к снижению эффективности разделения диэтиленгликоля и воды, а увеличение температуры выше 55°С - к порче мембраны.
В процессе обессоливания могут быть использованы мембраны на основе эфиров целлюлозы, такие как УНФ-15, УНФ-20, УНФ-40. Обессоливание модельных смесей ДЭГ-вода-CaCl2 свидетельствует, что лучшие показатели по селективности по ионам Са2+ ≈ 75-80%, при удельном потоке в надмембранном пространстве 3,7·103-3,9·103 л/(ч·м2) имеет мембрана типа УНФ-40, а по ионам Cl- ≈ 40-42% имеет мембрана типа УНФ-15, поэтому они предпочтительны в использовании для проведения процесса обессоливания. Для первапорационных процессов оптимальными являются гидрофильные первапорационные мембраны на основе карбоксиметилцеллюлозы.
Проведение процесса регенерации насыщенного раствора поглотителя влаги по описанной выше технологии при оптимальных условиях позволяет получать конечный продукт (регенерированный поглотитель влаги - диэтиленгликоль) с очень низким содержанием воды и солей, что позволяет повторно использовать его в технологии обезвоживания природных и нефтяных газов, а также повышает надежность эксплуатации технологического оборудования и снижение эксплуатационных затрат за счет существенного снижения коррозионной опасности.
Для пояснения способа регенерации насыщенного раствора поглотителя влаги приведен чертеж (фиг. 1), где изображена технологическая схема процесса регенерации осушителя природного газа.
Способ регенерации насыщенного раствора поглотителя влаги основан на мембранных технологиях, включает две технологические стадии и реализуется по следующей схеме: в отстойник 1 поступает абсорбент из установки осушки природных и нефтяных газов, из которого насосом 2 насыщенный абсорбент подают на мембранную установку 3, где осуществляется первая стадия процесса обессоливания (отделение ионов Са2+). Насыщенный, загрязненный солями абсорбент в надмембранное пространство мембранной установки проходит через мембрану мембранной установки 3, выполненную в виде рулонного элемента типа на основе эфиров целлюлозы, диэтиленгликоль и вода проходят в подмембранное пространство, соли накапливаются в смеси над мембраной и возвращаются в отстойник 1. Частично обессоленный поглотитель влаги поступает в накопительную емкость 4, из которой он насосом 5 прокачивается через мембранную установку 6, где происходит вторая стадия обессоливания (отделение ионов Cl-). Насыщенный, загрязненный солями абсорбент в надмембранное пространство мембранной установки проходит через мембрану мембранной установки 6, выполненную в виде рулонного элемента типа на основе эфиров целлюлозы, диэтиленгликоль и вода проходят в подмембранное пространство, соли накапливаются в смеси над мембраной и возвращаются в накопительную емкость 4. Далее обессоленный насыщенный водой абсорбент (диэтиленгликоль) собирается в накопительную емкость 7. Насосом 8 обессоленный диэтиленгликоль из накопительной емкости 7 прокачивают через теплообменник 9 и нагретый до 50-55°С обессоленный, насыщенный водой диэтиленгликоль подают на первапорационную мембранную установку 10, где вода, проходя через мембрану, выполненную на основе гидрофильного материала (карбоксиметилцеллюлоза), оказывается в подмембранном пространстве, где под действием вакуума испаряется, при этом водяной пар откачивают вакуум-насосом 11, а частично обезвоженный диэтиленгликоль подают на вторую первапорационную мембранную установку 12, где вода, проходя через мембрану, выполненную на основе гидрофильного материала (карбоксиметилцеллюлоза), оказывается в подмембранном пространстве, и под действием вакуума испаряется, при этом водяной пар откачивают вакуум-насосом 13. Далее обезвоженный (регенерированный) диэтиленгликоль собирают в емкость 14, откуда снова подают в процесс осушки природного газа 15.
Способ иллюстрируется примерами.
Пример 1
Способ осуществлялся по описанной выше методике, в первой мембранной установке на стадии обессоливания использовалась мембрана УНФ-40, во второй - УНФ-15. При этом исходный раствор содержал 850 мг/л ионов Са2+ и 850 мг/л ионов Cl-, а обессоливание проводилось при температуре 15°С. После проведения обессоливания было определено содержание ионов кальция и хлора в растворе.
Пример 2
Способ осуществлялся по описанной выше методике, в первой мембранной установке на стадии обессоливания использовалась мембрана УНФ-40, во второй - УНФ-15. При этом исходный раствор содержал 850 мг/л ионов Са2+ и 850 мг/л ионов Cl-, а обессоливание проводилось при температуре 18°С. После проведения обессоливания было определено содержание ионов кальция и хлора в растворе.
Пример 3
Способ осуществлялся по описанной выше методике, в первой мембранной установке на стадии обессоливания использовалась мембрана УНФ-40, во второй - УНФ-15. При этом исходный раствор содержал 850 мг/л ионов Са2+ и 850 мг/л ионов Cl-, а обессоливание проводилось при температуре 22°С. После проведения обессоливания было определено содержание ионов кальция и хлора в растворе.
Пример 4
Способ осуществлялся по описанной выше методике, в первой мембранной установке на стадии обессоливания использовалась мембрана УНФ-40, во второй - УНФ-15. При этом исходный раствор содержал 850 мг/л ионов Са2+ и 850 мг/л ионов Cl-, а обессоливание проводилось при температуре 25°С. После проведения обессоливания было определено содержание ионов кальция и хлора в растворе.
Пример 5
Способ осуществлялся по описанной выше методике, в первой мембранной установке на стадии обессоливания использовалась мембрана УНФ-40, во второй - УНФ-15. При этом исходный раствор содержал 850 мг/л ионов Са2+ и 850 мг/л ионов Cl-, а обессоливание проводилось при температуре 30°С. После проведения обессоливания было определено содержание ионов кальция и хлора в растворе.
Результаты по Примерам 1-5 представлены в таблице 1. Таким образом, как видно из таблицы, наиболее эффективно процесс обессоливания проходит при температурах 18-25°С.
Пример 6
Способ осуществлялся по описанной выше методике, при этом стадия осушки проводилась при температуре 40°С. При этом исходный раствор содержал 25 г/л сухого остатка (упаривание при температуре 200°С). После проведения осушки было определено содержание сухого остатка в фильтрате.
Пример 7
Способ осуществлялся по описанной выше методике, при этом стадия осушки проводилась при температуре 45°С. При этом исходный раствор содержал 25 г/л сухого остатка (упаривание при температуре 200°С). После проведения осушки было определено содержание сухого остатка в фильтрате.
Пример 8
Способ осуществлялся по описанной выше методике, при этом стадия осушки проводилась при температуре 50°С. При этом исходный раствор содержал 25 г/л сухого остатка (упаривание при температуре 200°С). После проведения осушки было определено содержание сухого остатка в фильтрате.
Пример 9
Способ осуществлялся по описанной выше методике, при этом стадия осушки проводилась при температуре 55°С. При этом исходный раствор содержал 25 г/л сухого остатка (упаривание при температуре 200°С). После проведения осушки было определено содержание сухого остатка в фильтрате.
Пример 10
Способ осуществлялся по описанной выше методике, при этом стадия осушки проводилась при температуре 60°С. При этом исходный раствор содержал 25 г/л сухого остатка (упаривание при температуре 200°С). После проведения осушки было определено содержание сухого остатка в фильтрате.
Пример 11
Способ осуществлялся по описанной выше методике, при этом стадия осушки проводилась при температуре 65°С. При этом исходный раствор содержал 25 г/л сухого остатка (упаривание при температуре 200°С). После проведения осушки было определено содержание сухого остатка в фильтрате.
Результаты по Примерам 6-11 представлены в таблице 2. Таким образом, как видно из таблицы, наиболее эффективно процесс осушка проходит при температурах 50-55°С, причем увеличение температуры осушки выше 55°С приводит к порче мембраны.
Предлагаемый способ может быть широко использован для утилизации и регенерации отходов химической технологии, применяемой в нефте-, газодобывающей и перерабатывающей промышленности, так как он позволяет безотходно и экономично повторно использовать осушитель природных и нефтяных газов.
Claims (1)
- Способ регенерации насыщенного раствора поглотителя влаги, включающий вывод из абсорбера установки осушки природных и нефтяных газов насыщенного абсорбента и его обработку в две стадии, при этом обработку проводят при удельном потоке в надмембранном пространстве 3,7·103-3,9·103 л/(ч·м2), отличающийся тем, что на первой стадии процесс проводится с использованием 2 мембранных установок при 18-25°С, причем в первой мембранной установке происходит отделение ионов Са2+, а во второй - ионов Cl-, а вторую стадию процесса проводят с использованием 2 других мембранных установок при 50-55°С.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013125632/05A RU2575540C2 (ru) | 2013-06-04 | Способ регенерации насыщенного раствора поглотителя влаги |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013125632/05A RU2575540C2 (ru) | 2013-06-04 | Способ регенерации насыщенного раствора поглотителя влаги |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2013125632A RU2013125632A (ru) | 2014-12-10 |
| RU2575540C2 true RU2575540C2 (ru) | 2016-02-20 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2119376C1 (ru) * | 1995-12-08 | 1998-09-27 | Пермеа, Инк. | Способ дегидратации газа |
| RU2149677C1 (ru) * | 1999-03-29 | 2000-05-27 | Сульман Эсфирь Михайловна | Способ регенерации насыщенного раствора поглотителя влаги |
| US20040072332A1 (en) * | 2001-02-28 | 2004-04-15 | Motoshi Suzuki | Method for regenerating adsorbent |
| RU113670U1 (ru) * | 2011-09-23 | 2012-02-27 | Учреждение Научно-исследовательский институт строительной физики Российской академии архитектуры и строительных наук (НИИСФ РААСН) | Установка для мембранно-абсорбционной очистки газовых смесей от кислых компонентов |
| RU2443461C1 (ru) * | 2010-08-25 | 2012-02-27 | Евгений Владимирович Левин | Адсорбционно-мембранный способ разделения газовых смесей |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2119376C1 (ru) * | 1995-12-08 | 1998-09-27 | Пермеа, Инк. | Способ дегидратации газа |
| RU2149677C1 (ru) * | 1999-03-29 | 2000-05-27 | Сульман Эсфирь Михайловна | Способ регенерации насыщенного раствора поглотителя влаги |
| US20040072332A1 (en) * | 2001-02-28 | 2004-04-15 | Motoshi Suzuki | Method for regenerating adsorbent |
| RU2443461C1 (ru) * | 2010-08-25 | 2012-02-27 | Евгений Владимирович Левин | Адсорбционно-мембранный способ разделения газовых смесей |
| RU113670U1 (ru) * | 2011-09-23 | 2012-02-27 | Учреждение Научно-исследовательский институт строительной физики Российской академии архитектуры и строительных наук (НИИСФ РААСН) | Установка для мембранно-абсорбционной очистки газовых смесей от кислых компонентов |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2564034C2 (ru) | Способ и устройство для отделения многозарядных катионов от моноэтиленгликоля | |
| US9156712B2 (en) | Thermal desalination | |
| EP2819953B1 (en) | Method of treatment of amine waste water and a system for accomplishing the same | |
| US20140318792A1 (en) | System and method for enhanced recovery of oil from an oil field | |
| US9186596B2 (en) | Method and apparatus for odorant removal | |
| RU2662480C2 (ru) | Обработка попутно добываемой воды и осаждение твердых веществ из отходящего потока термической обработки | |
| BR102015003825A2 (pt) | Método para o tratamento de água de processamento de um processo de carbonização hidrotermal | |
| Criscuoli et al. | Study of the performance of a membrane-based vacuum drying process | |
| US8075741B2 (en) | Water purification method, process and apparatus | |
| JP6429698B2 (ja) | 溶媒回収方法および装置 | |
| RU2575540C2 (ru) | Способ регенерации насыщенного раствора поглотителя влаги | |
| CN105906123A (zh) | 基于汽提和mvr组合工艺的处理化工废水的系统及方法 | |
| JP5962538B2 (ja) | 水処理方法および装置 | |
| JP2016203078A (ja) | 脱水膜分離システムおよび脱水膜分離方法 | |
| WO2015030156A1 (ja) | フェノールの分離、濃縮、及び／又は回収方法、並びにそのシステム | |
| JP6024131B2 (ja) | 有機溶剤脱水装置 | |
| RU2121392C1 (ru) | Способ регенерации осушителя природного газа | |
| RU2513396C1 (ru) | Способ регенерации метанола | |
| JPH01115493A (ja) | 生活排水からの水再生法 | |
| RU2149677C1 (ru) | Способ регенерации насыщенного раствора поглотителя влаги | |
| CN109399888B (zh) | 含油污泥的连续脱盐脱水方法和装置 | |
| CN205182517U (zh) | 用于对来自渗透驱动膜系统的稀驱动溶液进行浓缩的系统 | |
| JP7473171B2 (ja) | 液組成調整システム | |
| CN110117022A (zh) | 一种烟道气脱硫废液生产一水硫酸镁的装置和方法 | |
| CN103402596A (zh) | 有机溶剂脱水装置 |