RU2764595C1 - Unit and method for purifying gaseous hydrocarbon raw materials from hydrogen sulphide and mercaptans - Google Patents
Unit and method for purifying gaseous hydrocarbon raw materials from hydrogen sulphide and mercaptans Download PDFInfo
- Publication number
- RU2764595C1 RU2764595C1 RU2020142438A RU2020142438A RU2764595C1 RU 2764595 C1 RU2764595 C1 RU 2764595C1 RU 2020142438 A RU2020142438 A RU 2020142438A RU 2020142438 A RU2020142438 A RU 2020142438A RU 2764595 C1 RU2764595 C1 RU 2764595C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- reactor
- sulfur
- pipeline
- gas
- oxygen
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/46—Removing components of defined structure
- B01D53/48—Sulfur compounds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/46—Removing components of defined structure
- B01D53/48—Sulfur compounds
- B01D53/52—Hydrogen sulfide
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
- B01D53/86—Catalytic processes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
- Industrial Gases (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области очистки газов от примесей серосодержащих экотоксикантов, сероводорода H2S, меркаптанов, RSH R=CnH2n+1, n=1-12. Эти соединения относятся к числу наиболее агрессивных и токсичных примесей углеводородов, природного и попутного нефтяного газа, (ПНГ). В силу этого содержание сероводорода и меркаптанов регламентируется ГОСТ, СТО, регламентами производств на уровне сотых и тысячных долей процента.The invention relates to the field of gas purification from impurities of sulfur-containing ecotoxicants, hydrogen sulfide H 2 S, mercaptans, RSH R=C n H 2n+1 , n=1-12. These compounds are among the most aggressive and toxic impurities of hydrocarbons, natural and associated petroleum gas (APG). Because of this, the content of hydrogen sulfide and mercaptans is regulated by GOST, STO, production regulations at the level of hundredths and thousandths of a percent.
Известны (RU, патент 2157722, опубл. 20.10.2000) способ очистки и осушки газа и устройство для его осуществления Известный способ основан на короткоцикловой безнагревной адсорбции и включает адсорбцию очищаемых компонентов, регенерацию адсорбента, проводимую путем снижения давления газа в адсорбере, продувки адсорбента очищенным и осушенным газом под низким давлением, и повышение давления газа в адсорбере до рабочего значения после регенерации, при этом продувочный газ при снижении давления разделяют на горячий и холодный потоки в вихревой трубке, горячим потоком продувают адсорбент, снижают давление в адсорбере ниже продувочного и откачивают продукты очистки, повышают давление до величины продувки, которую ведут холодным потоком при температуре ниже температуры очищаемого газа, а устройство для очистки и осушки газа, содержащее ' адсорберы, например, со смешанным адсорбентом, соединенные с коллектором подачи очищаемого и с коллектором отвода очищенного и осушенного газа, ресивер, установленный на последнем, коллектор сброса продувочного газа, снабжено вихревой трубкой, эжектором, установленным после ресивера, и теплообменником, установленным между ресивером и вихревой трубкой и на коллекторе сброса продувочного газаKnown (RU, patent 2157722, publ. 20.10.2000) method of gas purification and drying and device for its implementation and dried gas at low pressure, and increasing the gas pressure in the adsorber to the operating value after regeneration, while the purge gas is divided into hot and cold flows in the vortex tube when the pressure is reduced, the adsorbent is blown with the hot stream, the pressure in the adsorber is reduced below the purge pressure, and the products are pumped out purification, increase the pressure to the purge value, which is carried out with a cold stream at a temperature below the temperature of the gas to be purified, and a gas purification and drying device containing adsorbers, for example, with a mixed adsorbent, connected to the supply manifold of the purified gas and to the exhaust manifold of the purified and dried gas , receiver, mouth upgraded to the latter, a purge gas vent header, provided with a vortex tube, an ejector installed after the receiver, and a heat exchanger installed between the receiver and the vortex tube and on the purge gas vent header
Недостатками изобретения являются:The disadvantages of the invention are:
- низкая эффективность короткоцикловой безнагревной адсорбции в процессах очистки и осушки природного газа с низкой концентрацией извлекаемых примесей (1-2%), так как этот метод по своей сущности предназначен для извлечения компонентов из смеси с высокой концентрацией примесей, например, извлечение кислорода из воздуха, водорода из синтез-газа и др.;- low efficiency of short-cycle non-heating adsorption in the processes of purification and drying of natural gas with a low concentration of extractable impurities (1-2%), since this method is inherently designed to extract components from a mixture with a high concentration of impurities, for example, the extraction of oxygen from air, hydrogen from synthesis gas, etc.;
- наличие вихревой трубы для повышения температуры продувочного газа, практически никак не отражающейся на качестве десорбции, поскольку, во-первых, за короткое время десорбции адсорбент сможет нагреться лишь на 10-15°С, во-вторых, даже при температуре продувочного газа на выходе из вихревой трубы 81,5°С адсорбент при атмосферном давлении способен адсорбировать значительное количество примесей, то есть процесс регенерации практически не улучшится;- the presence of a vortex tube to increase the temperature of the purge gas, which practically does not affect the quality of desorption, since, firstly, during a short desorption time, the adsorbent can heat up only by 10-15°C, and secondly, even at the temperature of the purge gas at the outlet from a vortex tube of 81.5°C, the adsorbent at atmospheric pressure is capable of adsorbing a significant amount of impurities, that is, the regeneration process will hardly improve;
- проблема использования или утилизации продуктов десорбции.- the problem of the use or disposal of desorption products.
Известны (RU, патент 2573677, опубл. 27.01.2016) способ и устройство удаления загрязняющих примесей из потока газа. Известный способ включает:Known (RU, patent 2573677, published on January 27, 2016) is a method and device for removing contaminants from a gas stream. The known method includes:
(а) введение потока газа в реакционную камеру газопромывной колонны;(a) introducing a gas stream into the reaction chamber of the gas scrubbing column;
(b) введение реакционноспособных элементов в жидкой фазе в сборник газопромывной колонны и окисление первых загрязняющих примесей в указанной жидкой фазе;(b) introducing reactive elements in the liquid phase into the collector of the gas scrubbing column and oxidizing the first contaminants in said liquid phase;
(c) получение окисляющего раствора от указанного окисления на стадии (b);(c) obtaining an oxidizing solution from said oxidation in step (b);
(d) окисление вторых загрязняющих примесей в газовой фазе потока газа над сборником с отделением избыточных реакционноспособных элементов из окисляющего раствора в сборнике;(d) oxidizing the second contaminants in the gas phase of the gas stream above the reservoir, separating excess reactive elements from the oxidizing solution in the reservoir;
(e) окисление и вымывание третьих загрязняющих примесей в устройстве газожидкостного контакта, расположенном над потоком газа; причем стадии (b)-(е) осуществляются одновременно.(e) oxidation and washing out of third contaminants in the gas-liquid contact device located above the gas stream; and stages (b)-(e) are carried out simultaneously.
Известное устройство для удаления загрязняющих примесей из потока газа содержит:A known device for removing contaminants from a gas stream contains:
контейнер с реакционной камерой внутри него для приема потока газа; a container with a reaction chamber inside it to receive the gas stream;
устройство газожидкостного контакта, расположенное в реакционной камере;a gas-liquid contact device located in the reaction chamber;
сборник, расположенный в реакционной камере под устройством газожидкостного контакта, при этом сборник выполнен для приема и содержания жидкого промывного реагента;a collection located in the reaction chamber under the device gas-liquid contact, while the collection is made to receive and contain the liquid washing reagent;
первое входное отверстие, сообщенное со сборником для подачи реакционноспособных элементов в жидкий промывной реагент, находящийся в сборнике, для получения окисляющего раствора;a first inlet in communication with the reservoir for supplying reactive elements to the liquid washing agent contained in the reservoir to obtain an oxidizing solution;
второе входное отверстие, сообщенное с реакционной камерой для подачи потока газа в реакционную камеру между устройством газожидкостного контакта и сборником; a second inlet in communication with the reaction chamber for supplying a gas flow to the reaction chamber between the gas-liquid contact device and the collector;
и подводящий трубопровод, первый конец которого сообщен со сборником, а второй конец имеет выходное отверстие, оканчивающееся в реакционной камере над устройством газожидкостного контакта, чтобы распределять окисляющий раствор для обеспечения его контакта с устройством газожидкостного контакта. and a supply conduit, the first end of which communicates with the collector, and the second end has an outlet opening in the reaction chamber above the gas-liquid contact device to distribute the oxidizing solution to ensure its contact with the gas-liquid contact device.
Недостатком известного технического решения следует признать его низкую эффективность.The disadvantage of the known technical solution should be recognized as its low efficiency.
Известен (RU, патент 2394635, опубл. 20.07.2010) способ очистки газов от сероводорода, меркаптанов и других серосодержащих соединений, углекислого газа и других кислых примесей абсорбционным методом с использованием раствора средней натриевой соли и гидроксида натрия в качестве абсорбентов. Очищаемые газы под повышенным давлением последовательно обрабатывают двумя абсорбентами, сначала водным раствором средних натриевых солей сероводородной и угольной кислот, а затем водным раствором гидроксида натрия.Known (RU, patent 2394635, publ. 20.07.2010) method of purification of gases from hydrogen sulfide, mercaptans and other sulfur-containing compounds, carbon dioxide and other acidic impurities by the absorption method using a solution of medium sodium salt and sodium hydroxide as absorbents. Purified gases under high pressure are successively treated with two absorbents, first with an aqueous solution of medium sodium salts of hydrogen sulfide and carbonic acids, and then with an aqueous solution of sodium hydroxide.
Известна также (там же) установка для очистки газов от сероводорода, меркаптанов и других серосодержащих соединений, углекислого газа и других кислых примесей, включающая два абсорбера, каждый из которых снабжен расходной емкостью для абсорбента и насосом для дозированной подачи абсорбента в абсорбер, причем во втором по ходу очищаемого газа абсорбере циркулирует раствор гидроксида натрия, а также сборниками отработанных абсорбентов. Абсорберы соединены последовательно, работают под давлением, второй абсорбер снабжен циркуляционным насосом.Also known (ibid) is a plant for cleaning gases from hydrogen sulfide, mercaptans and other sulfur-containing compounds, carbon dioxide and other acidic impurities, including two absorbers, each of which is equipped with a supply tank for the absorbent and a pump for metered supply of the absorbent to the absorber, and in the second in the course of the purified gas, the absorber circulates a solution of sodium hydroxide, as well as collectors of waste absorbents. The absorbers are connected in series, operate under pressure, the second absorber is equipped with a circulation pump.
Сборник первого абсорбера соединен с нагнетательным насосом, служащим для закачивания отработанного абсорбента в изолированные пласты для захоронения. При этом в качестве абсорбента в первом абсорбере используется вода и отработанный абсорбент из второго абсорбера, дополнительно установка содержит компрессор для создания заданного давления очищаемого газа и соединенный с ним сепаратор, служащий для отделения газового конденсата и воды.The collection of the first absorber is connected to a pressure pump that serves to pump the spent absorbent into isolated reservoirs for disposal. At the same time, water and spent absorbent from the second absorber are used as an absorbent in the first absorber, additionally, the installation contains a compressor for creating a given pressure of the purified gas and a separator connected to it, which serves to separate gas condensate and water.
Недостатками известного технического решения следует признать низкое качество очистки, большой расход щелочи, получение большого количества токсичных трудно утилизируемых отходов.The disadvantages of the known technical solution should be recognized as the low quality of cleaning, high consumption of alkali, obtaining a large amount of toxic waste that is difficult to dispose of.
Известен (RU, патент 2398735, опубл. 10.09.2010) способ очистки газовых потоков от сероводорода путем окисления сероводорода до элементарной серы в жидкой фазе в присутствии катализатора, содержащего соединение переходного металла и органического комплексообразующего вещества. Для окисления сероводорода предложено использовать кислород, в качестве соединения переходного металла используют галогенид меди, содержание меди в растворе составляет от 0,015 до 0,1 вес. %, а в качестве органического комплексообразующего вещества соединение, выбранное из диметилформамида, пирролидона, метилпирролидона, пиридина или хинолина, процесс ведут в среде растворителя, выбранного из числа следующих: одноатомный спирт, многоатомный спирт, вода или их смеси, керосин, изооктан, газоконденсат, при температуре 20-40°С.Known (RU, patent 2398735, publ. 10.09.2010) method of purification of gas streams from hydrogen sulfide by oxidation of hydrogen sulfide to elemental sulfur in the liquid phase in the presence of a catalyst containing a transition metal compound and an organic complexing substance. It is proposed to use oxygen for the oxidation of hydrogen sulfide, copper halide is used as a transition metal compound, the copper content in the solution is from 0.015 to 0.1 wt. %, and as an organic complexing substance, a compound selected from dimethylformamide, pyrrolidone, methylpyrrolidone, pyridine or quinoline, the process is carried out in a solvent medium selected from the following: monohydric alcohol, polyhydric alcohol, water or mixtures thereof, kerosene, isooctane, gas condensate, at a temperature of 20-40°C.
Недостатком известного способа следует признать его невысокую эффективность.The disadvantage of the known method should be recognized as its low efficiency.
Наиболее близким аналогом разработанного технического решения можно признать (RU, патент 2649442, опубл. 03.04.2018) устройство и способ одностадийной очистки газообразного углеводородного сырья одновременно от сероводорода и меркаптанов.The closest analogue of the developed technical solution can be recognized (RU, patent 2649442, publ. 04/03/2018) device and method for one-stage purification of gaseous hydrocarbon feedstock simultaneously from hydrogen sulfide and mercaptans.
Известная установка одностадийной очистки газообразного углеводородного сырья одновременно от сероводорода и меркаптанов содержит каталитический реактор, заполненный раствором катализатора окисления сероводорода и меркаптанов в серу и дисульфиды соответственно в органическом растворителе, устройство вывода раствора серы из реактора в блок сепарации серы и блок сепарации серы, при этом установка содержит, по крайней мере, средства подачи в реактор очищаемого газообразного углеводородного сырья и кислородсодержащего газа, средство вывода из реактора очищенного газа, а блок сепарации серы содержит средство выделения серы, причем конструкция установки и состав катализатора обеспечивают конверсию, по меньшей мере, 99,99 % сероводорода и меркаптанов в серу и дисульфиды, а катализатор представляет собой смешанно-лигандные комплексы переходных металлов.A well-known installation for single-stage purification of gaseous hydrocarbon feedstock simultaneously from hydrogen sulfide and mercaptans contains a catalytic reactor filled with a solution of a catalyst for the oxidation of hydrogen sulfide and mercaptans to sulfur and disulfides, respectively, in an organic solvent, a device for removing sulfur solution from the reactor to a sulfur separation unit and a sulfur separation unit, while the installation contains, at least, means for feeding gaseous hydrocarbon feedstock to be treated and oxygen-containing gas into the reactor, means for removing purified gas from the reactor, and the sulfur separation unit contains means for separating sulfur, and the design of the installation and the composition of the catalyst provide a conversion of at least 99.99 % hydrogen sulfide and mercaptans into sulfur and disulfides, and the catalyst is a mixed ligand complexes of transition metals.
Способ одностадийной очистки газообразного углеводородного сырья одновременно от сероводорода и меркаптанов, характеризуемый тем, что очищаемое газообразное углеводородное сырье в смеси с кислородсодержащим газом пропускают через реактор с органическим раствором катализатора, обеспечивающего конверсию сероводорода и меркаптанов, по меньшей мере, на 99,99 % в серу и дисульфиды, при этом катализатор представляет собой смешанно-лигандные комплексы переходных металлов.A method for one-stage purification of gaseous hydrocarbon feedstock simultaneously from hydrogen sulfide and mercaptans, characterized in that the gaseous hydrocarbon feedstock to be purified in a mixture with an oxygen-containing gas is passed through a reactor with an organic solution of a catalyst that ensures the conversion of hydrogen sulfide and mercaptans by at least 99.99% to sulfur and disulfides, while the catalyst is a mixed ligand complexes of transition metals.
Недостатками известного технического решения следует признать большой объем реактора сероочистки, необходимый для количественной конверсии сероводорода и меркаптанов в серу и дисульфиды соответственно.The disadvantages of the known technical solution should recognize the large volume of the desulphurization reactor required for the quantitative conversion of hydrogen sulfide and mercaptans into sulfur and disulfides, respectively.
Техническая проблема, решаемая посредством настоящего изобретения, состоит в усовершенствовании технологии очистки газообразных углеводородов от сероводорода и меркаптанов.The technical problem solved by the present invention is to improve the technology of purification of gaseous hydrocarbons from hydrogen sulfide and mercaptans.
Технический результат, получаемый при реализации разработанного технического решения, состоит в повышении эффективности очистки газообразных углеводородов от сероводорода и меркаптанов при одновременном уменьшении объема установки.The technical result obtained by implementing the developed technical solution is to increase the efficiency of purification of gaseous hydrocarbons from hydrogen sulfide and mercaptans while reducing the volume of the installation.
Для достижения указанного технического результата предложено использовать разработанные устройство и способ очитки газообразных углеводородов от сероводорода и меркаптанов.To achieve this technical result, it is proposed to use the developed device and method for purifying gaseous hydrocarbons from hydrogen sulfide and mercaptans.
Установка разработанной конструкции содержит дисковый пленочный реактор сероочистки со средствами распределения смеси углеводородного и кислородсодержащего газа по объему реактора, блок сепарации серы и емкость с раствором катализатора, при этом к первому входу реактора подключены, через смеситель очищаемого углеводородного газа с кислородсодержащим газом, трубопровод подачи газообразного углеводородного сырья на очистку и трубопровод подачи кислородсодержащего газа, на котором установлен побудитель расхода кислородсодержащего газа, емкость с раствором катализатора посредством побудителя подачи раствора катализатора из емкости в реактор и трубопровода подачи раствора катализатора в реактор подключена ко второму входу реактора, первый выход реактора подключен к трубопроводу отвода очищенного углеводородного газа, ко второму выходу реактора подключен трубопровод вывода суспензии серы в блок сепарации серы, первый выход указанного блока сепарации подключен к трубопроводу вывода серы, второй выход указанного блока сепарации подключен к трубопроводу вывода из блока раствора катализатора, причем указанный трубопровод через побудитель рецикла раствора катализатора подключен к третьему входу в реактор.The plant of the developed design contains a disk film desulphurization reactor with means for distributing a mixture of hydrocarbon and oxygen-containing gas throughout the reactor volume, a sulfur separation unit and a container with a catalyst solution, while the first inlet of the reactor is connected, through a mixer of the purified hydrocarbon gas with oxygen-containing gas, to a pipeline for supplying gaseous hydrocarbon raw materials for purification and an oxygen-containing gas supply pipeline, on which an oxygen-containing gas flow booster is installed, a container with a catalyst solution is connected to the second reactor inlet by means of a catalyst solution feed booster from the container to the reactor and a catalyst solution supply pipeline to the reactor, the first reactor outlet is connected to the outlet pipeline purified hydrocarbon gas, a pipeline for withdrawing sulfur suspension to the sulfur separation unit is connected to the second outlet of the reactor, the first outlet of the specified separation unit is connected to the sulfur removal pipeline, the second The second outlet of said separation unit is connected to a catalyst solution outlet pipeline, said pipeline being connected to the third inlet to the reactor via a catalyst solution recycle booster.
В некоторых вариантах реализации разработанной установки в качестве побудителя расхода кислородсодержащего газа может быть использован воздушный компрессор, в качестве побудителя подачи раствора катализатора из емкости может быть использован дозировочный насос, а в качестве побудителя рецикла раствора катализатора из блока сепарации серы может быть использован насосIn some embodiments of the developed plant, an air compressor can be used as an oxygen-containing gas flow booster, a dosing pump can be used as a booster for the catalyst solution supply from the tank, and a pump can be used as a catalyst solution recycle booster from the sulfur separation unit.
Согласно разработанному способу очистки газообразного углеводородного сырья от сероводорода и меркаптанов в реактор сероочистки загружают неводный органический растворитель и катализатор, на вход реактора через смеситель подают поток смеси очищаемого газа и кислородсодержащего газа, после контакта поданной газовой смеси с раствором катализатора происходит выделение мелкодисперсной серы с образованием суспензии серы в растворе катализатора, суспензия серы в растворе катализатора поступает в блок сепарации серы, где происходит отделение серы от раствора катализатора, затем раствор катализатора возвращают в реактор.According to the developed method for purifying gaseous hydrocarbon feedstock from hydrogen sulfide and mercaptans, a non-aqueous organic solvent and a catalyst are loaded into the desulphurization reactor, a mixture of the gas to be purified and oxygen-containing gas is fed to the reactor inlet through the mixer, after contact of the supplied gas mixture with the catalyst solution, finely dispersed sulfur is released to form a suspension sulfur in the catalyst solution, the suspension of sulfur in the catalyst solution enters the sulfur separation unit, where sulfur is separated from the catalyst solution, then the catalyst solution is returned to the reactor.
В дальнейшем сущность и преимущества разработанного технического решения будут рассмотрены с использованием примеров реализации.In the future, the essence and advantages of the developed technical solution will be considered using examples of implementation.
Схема реализации процесса в установке и по способу, составляющих разработанное техническое решение, отличается от ближайшего аналога конструкцией реактора сероочистки.The scheme for implementing the process in the installation and according to the method that make up the developed technical solution differs from the closest analogue in the design of the desulfurization reactor.
Разработанная установка и способ предусматривают использование в качестве реактора сероочистки дискового пленочного аппарата.The developed installation and method provide for the use of a disk film apparatus as a desulfurization reactor.
На фиг. 1 приведена блок-схема разработанной установки в предпочтительном варианте реализации, при этом использованы следующие обозначения: трубопровод 1 подачи сырья на очистку, смеситель 2 очищаемого углеводородного газа с кислородсодержащим газом, трубопровод 3 подачи кислородсодержащего газа, побудитель 4 расхода кислородсодержащего газа, трубопровод 5 подвода смеси очищаемого углеводородного газа с кислородсодержащим газом, реактор сероочистки 6, средства 7 распределения смеси углеводородного и кислородсодержащего газа по объему реактора 6, емкость 8 с раствором катализатора, побудитель 9 подачи раствора катализатора из емкости 8 в реактор 6, трубопровод 10 подачи раствора катализатора в реактор 6, трубопровод 11 отвода очищенного газа, трубопровод 12 вывода суспензии серы в блок 13 сепарации серы, трубопровод 14 вывода серы из блока сепарации 13, трубопровод 15 вывода раствора катализатора из блока сепарации 13 в реактор 6 после отделения серы, побудитель 16 рецикла раствора катализатора из блока сепарации серы 13 в реактор 6.In FIG. 1 shows a block diagram of the developed installation in the preferred embodiment, the following designations are used: pipeline 1 for supplying raw materials for purification,
На фиг. 2 приведены основные стадии реализации способа, при этом использованы следующие обозначения: подача очищаемого газообразного углеводородного сырья в смеси с кислородсодержащим газом на вход реактора 17, пропускание очищаемого сырья через реактор с органическим раствором катализатора 18, получение на выходе реактора чистого газа, причем конверсия сероводорода и меркаптанов в серу и дисульфиды составляет 99,99% 19, использование количества кислорода, не менее 50% от суммарного содержания сероводорода и меркаптановой серы 20, распределение газовой смеси равномерно по объему реактора 21, дозированная подача катализатора в реактор 22, отделение серы из суспензии и рецикл раствора катализатора в реактор 23, поддержание температуры в установке в пределах 25-140°С 24.In FIG. 2 shows the main stages of the implementation of the method, with the following designations used: supply of the purified gaseous hydrocarbon feedstock mixed with oxygen-containing gas to the inlet of the
В дальнейшем сущность способа сероочистки газа в дисковом пленочном аппарате и преимущества разработанного технического решения будут рассмотрены с использованием примеров реализации.In the future, the essence of the gas desulfurization method in a disk film apparatus and the advantages of the developed technical solution will be considered using implementation examples.
Пример 1. Очистка газа по патенту RU, 2649442 РФ. В реактор сероочистки барботажного типа загружен неводный органический растворитель и катализатор по патенту RU, 2649442. Объем раствора составляет 500 мл. На вход реактора поступает поток газа с содержанием сероводорода 0,1% об., 0,05% меркаптановой серы и 0,06% об. кислорода. Температура раствора 25°С. На выходе реактора, по данным потенциометрического титрования, содержание сероводорода и меркаптанов в газе составляет 120 и 100 ppm соответственно. Конверсия сероводорода и меркаптанов составляет 88 и 80% соответственно.Example 1. Gas purification according to the patent RU, 2649442 RF. A non-aqueous organic solvent and a catalyst according to patent RU, 2649442 are loaded into the bubbling-type desulphurization reactor. The volume of the solution is 500 ml. A gas stream containing 0.1% vol. hydrogen sulfide, 0.05% mercaptan sulfur and 0.06% vol. enters the reactor inlet. oxygen. Solution temperature 25°C. At the outlet of the reactor, according to potentiometric titration, the content of hydrogen sulfide and mercaptans in the gas is 120 and 100 ppm, respectively. The conversion of hydrogen sulfide and mercaptans is 88 and 80%, respectively.
Пример 2. Очистка газа по патенту RU, 2649442.Example 2. Gas purification according to patent RU, 2649442.
В реактор сероочистки барботажного типа загружен неводный органический растворитель и катализатор по патенту RU 2649442. Объем раствора составляет 1000 мл. На вход реактора поступает поток газа с содержанием сероводорода 0,1% об., 0,05% меркаптановой серы и 0,06% об. кислорода. Температура раствора 25°С. На выходе реактора, по данным потенциометрического титрования, содержание сероводорода и меркаптанов в газе составляет 60 и 50 ppm соответственно. Конверсия сероводорода и меркаптанов составляет 94 и 90% соответственно.A non-aqueous organic solvent and a catalyst according to patent RU 2649442 are loaded into the bubbling-type desulphurization reactor. The volume of the solution is 1000 ml. A gas stream containing 0.1% vol. hydrogen sulfide, 0.05% mercaptan sulfur and 0.06% vol. enters the reactor inlet. oxygen. Solution temperature 25°C. At the outlet of the reactor, according to potentiometric titration, the content of hydrogen sulfide and mercaptans in the gas is 60 and 50 ppm, respectively. The conversion of hydrogen sulfide and mercaptans is 94 and 90%, respectively.
Пример 3. Очистка газа по патенту RU, 2649442.Example 3. Gas purification according to patent RU, 2649442.
В реактор сероочистки барботажного типа загружен неводный органический растворитель и катализатор по патенту RU, 2649442. Объем раствора составляет 2000 мл. На вход реактора поступает поток газа с содержанием сероводорода 0,1% об., 0,05% меркаптановой серы и 0,06% об. кислорода. Температура раствора 25°С. На выходе реактора, по данным потенциометрического титрования, содержание сероводорода и меркаптанов в газе составляет 5 и 10 ppm соответственно. Конверсия сероводорода и меркаптанов составляет 99,5 и 98% соответственно.A non-aqueous organic solvent and a catalyst according to patent RU, 2649442 are loaded into the bubbling-type desulphurization reactor. The volume of the solution is 2000 ml. A gas stream containing 0.1% vol. hydrogen sulfide, 0.05% mercaptan sulfur and 0.06% vol. enters the reactor inlet. oxygen. Solution temperature 25°C. At the outlet of the reactor, according to the data of potentiometric titration, the content of hydrogen sulfide and mercaptans in the gas is 5 and 10 ppm, respectively. The conversion of hydrogen sulfide and mercaptans is 99.5 and 98%, respectively.
Пример 4. Очистка газа по патенту RU, 2649442 РФ. В реактор сероочистки барботажного типа загружен неводный органический растворитель и катализатор по патенту RU, 2649442. Объем раствора составляет 100 мл. На вход реактора поступает поток газа с содержанием сероводорода 0,05% об., 0,02% меркаптановой серы и 0,06% об. кислорода. Температура раствора 25°С. На выходе реактора, по данным потенциометрического титрования, содержание сероводорода и меркаптанов в газе составляет 260 и 150 ppm соответственно. Конверсия сероводорода и меркаптанов составляет 48 и 25% соответственно.Example 4. Gas purification according to the patent RU, 2649442 RF. A non-aqueous organic solvent and a catalyst according to patent RU, 2649442 are loaded into the bubbling-type desulphurization reactor. The volume of the solution is 100 ml. A gas stream containing 0.05% vol. hydrogen sulfide, 0.02% mercaptan sulfur and 0.06% vol. enters the reactor inlet. oxygen. Solution temperature 25°C. At the outlet of the reactor, according to the data of potentiometric titration, the content of hydrogen sulfide and mercaptans in the gas is 260 and 150 ppm, respectively. The conversion of hydrogen sulfide and mercaptans is 48 and 25%, respectively.
Таким образом, для обеспечения сероочистки в установке и по способу патента RU, 2649442 РФ необходимо не менее 2 л раствора катализатора и, как следствие объема реактора сероочистки. При уменьшении объема абсорбера с загрузкой 1000 мл, 500 мл и 100 мл раствора реализация известного способа не обеспечивает достижение технического результата по конверсии SH>99,99%. В объеме раствора 100 мл удается удалить только 48 и 25% сероводорода и меркаптанов соответственно даже при уменьшении концентрации сероводорода и меркаптанов на входе.Thus, to ensure desulphurization in the installation and according to the method of patent RU, 2649442 RF, at least 2 liters of catalyst solution and, as a consequence, the volume of the desulfurization reactor are required. With a decrease in the volume of the absorber with a load of 1000 ml, 500 ml and 100 ml of the solution, the implementation of the known method does not ensure the achievement of the technical result in the conversion of SH>99.99%. In a solution volume of 100 ml, it is possible to remove only 48 and 25% of hydrogen sulfide and mercaptans, respectively, even with a decrease in the concentration of hydrogen sulfide and mercaptans at the inlet.
Как показано в примерах ниже, разработанное техническое решение обеспечивает конверсию сероводорода и меркаптанов SH>99,99% при существенном сокращении объема оборудования. Данный результат достигается за счет перехода от использования известной конструкции установки к разработанной конструкции установки, как это следует из примеров реализации изобретения ниже.As shown in the examples below, the developed technical solution ensures the conversion of hydrogen sulfide and mercaptans SH>99.99% with a significant reduction in equipment volume. This result is achieved by switching from using a known plant design to a developed plant design, as follows from the examples of the invention below.
Пример 5. Очистка газа по настоящему изобретению.Example 5 Purification of the gas according to the present invention.
В дисковый пленочный реактор установки сероочистки загружен неводный органический растворитель и катализатор по патенту RU, 2649442. Объем раствора составляет 100 мл. На вход реактора поступает поток газа с содержанием сероводорода 0,1% об., 0,05% меркаптановой серы и 0,06% об. кислорода. Температура раствора 25°С. На выходе реактора, по данным потенциометрического титрования, содержание сероводорода и меркаптанов в газе составляет 10 и 30 ppm соответственно. Конверсия сероводорода и меркаптанов составляет 99 и 94% соответственно.A non-aqueous organic solvent and a catalyst according to patent RU, 2649442 are loaded into the disk film reactor of the desulfurization unit. The volume of the solution is 100 ml. A gas stream containing 0.1% vol. hydrogen sulfide, 0.05% mercaptan sulfur and 0.06% vol. enters the reactor inlet. oxygen. Solution temperature 25°C. At the outlet of the reactor, according to potentiometric titration, the content of hydrogen sulfide and mercaptans in the gas is 10 and 30 ppm, respectively. The conversion of hydrogen sulfide and mercaptans is 99 and 94%, respectively.
Пример 6. Очистка газа по настоящему изобретению.Example 6 Purification of the gas according to the present invention.
В дисковый пленочный реактор установки сероочистки загружен неводный органический растворитель и катализатор по патенту RU, 2649442. Объем раствора составляет 150 мл. На вход реактора поступает поток газа с содержанием сероводорода 0,1% об., 0,05% меркаптановой серы и 0,06% об. кислорода. Температура раствора 25°С. На выходе реактора, по данным потенциометрического титрования, содержание сероводорода и меркаптанов в газе составляет 8 и 10 ppm соответственно. Конверсия сероводорода и меркаптанов составляет 99,2 и 98% соответственно.A non-aqueous organic solvent and a catalyst according to patent RU, 2649442 are loaded into the disk film reactor of the desulfurization unit. The volume of the solution is 150 ml. A gas stream containing 0.1% vol. hydrogen sulfide, 0.05% mercaptan sulfur and 0.06% vol. enters the reactor inlet. oxygen. Solution temperature 25°C. At the outlet of the reactor, according to potentiometric titration, the content of hydrogen sulfide and mercaptans in the gas is 8 and 10 ppm, respectively. The conversion of hydrogen sulfide and mercaptans is 99.2 and 98%, respectively.
Таким образом, конструкция установки по настоящему изобретению обеспечивает сероочистку до остаточного содержания SH 10 ppm в объеме раствора 150 мл. Этот объем на порядок меньше, чем при сероочистке в реакторе барботажного типа по патенту RU, 2649442.Thus, the design of the installation according to the present invention provides desulfurization to a residual SH content of 10 ppm in a solution volume of 150 ml. This volume is an order of magnitude less than during desulfurization in a bubbling type reactor according to patent RU, 2649442.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020142438A RU2764595C1 (en) | 2020-12-21 | 2020-12-21 | Unit and method for purifying gaseous hydrocarbon raw materials from hydrogen sulphide and mercaptans |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020142438A RU2764595C1 (en) | 2020-12-21 | 2020-12-21 | Unit and method for purifying gaseous hydrocarbon raw materials from hydrogen sulphide and mercaptans |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2764595C1 true RU2764595C1 (en) | 2022-01-18 |
Family
ID=80040579
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020142438A RU2764595C1 (en) | 2020-12-21 | 2020-12-21 | Unit and method for purifying gaseous hydrocarbon raw materials from hydrogen sulphide and mercaptans |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2764595C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4283373A (en) * | 1980-03-17 | 1981-08-11 | The Goodyear Tire & Rubber Company | Method for removal of sulfur compounds from a gas |
RU2372375C1 (en) * | 2008-08-06 | 2009-11-10 | Государственное унитарное предприятие "Институт нефтехимпереработки Республики Башкортостан" (ГУП "ИНХП РБ") | Treatment method of black oil by delayed coking |
RU2398735C1 (en) * | 2009-05-29 | 2010-09-10 | Ирина Геннадиевна Тарханова | Method of cleaning gas streams from hydrogen sulphide |
RU2649442C2 (en) * | 2016-04-25 | 2018-04-03 | Общество с ограниченной ответственностью "Старт-Катализатор" | Apparatus, method and catalyst for the purification of a gaseous raw hydrocarbon from hydrogen sulfide and mercaptans |
-
2020
- 2020-12-21 RU RU2020142438A patent/RU2764595C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4283373A (en) * | 1980-03-17 | 1981-08-11 | The Goodyear Tire & Rubber Company | Method for removal of sulfur compounds from a gas |
RU2372375C1 (en) * | 2008-08-06 | 2009-11-10 | Государственное унитарное предприятие "Институт нефтехимпереработки Республики Башкортостан" (ГУП "ИНХП РБ") | Treatment method of black oil by delayed coking |
RU2398735C1 (en) * | 2009-05-29 | 2010-09-10 | Ирина Геннадиевна Тарханова | Method of cleaning gas streams from hydrogen sulphide |
RU2649442C2 (en) * | 2016-04-25 | 2018-04-03 | Общество с ограниченной ответственностью "Старт-Катализатор" | Apparatus, method and catalyst for the purification of a gaseous raw hydrocarbon from hydrogen sulfide and mercaptans |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Boodhoo K.V.K. et al., "Process intensification: spinning disc reactor for condensation polymerisation", The Royal Society of Chemistry, 2000, Vol. 2, No. 5, P. 235-244. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8591847B2 (en) | Method for removing hydrogen sulfide from gaseous stream at normal temperature | |
CN102309913B (en) | Treatment method for stinky waste gas containing sulfides and hydrocarbons | |
EA019187B1 (en) | Process for producing purified natural gas | |
DK3010624T3 (en) | METHOD AND DEVICE FOR SULFURING OF GAS MIXTURES | |
NO332292B1 (en) | Process for removing mercury compounds from a glycol and / or alcoholic stream and process for removing water, sulfur compound and / or carbon dioxide from a hydrocarbonaceous stream | |
CN102350203A (en) | Process for removing hydrogen-sulfide-containing gas by using rotary power equipment | |
US10464011B2 (en) | Renewable wet desulfurization process using a suspension bed | |
RU2649444C2 (en) | Apparatus, method and catalyst for the drying and purification of a gaseous raw hydrocarbon from hydrogen sulfide and mercaptans | |
CN104043326A (en) | Apparatus for high gravity removal of hydrogen sulfide of novel industrial gas, and technology thereof | |
CN103768916A (en) | Oxidative desulphurization and brimstone recycling method | |
CN102643695A (en) | Natural gas desulfurization process | |
CN104540577A (en) | Process for the removal of sulfur compounds from gas streams | |
CN108686489A (en) | A kind of suspension bed wet desulfurizing process | |
RU2764595C1 (en) | Unit and method for purifying gaseous hydrocarbon raw materials from hydrogen sulphide and mercaptans | |
CN104624019B (en) | Method for treating tail gas generated by oxidizing and regenerating saline-alkali liquid containing mercaptan | |
CN103285722B (en) | Highly sulfur-containing pressurized shifted gas wet-process desulphurization technique | |
CA2304590C (en) | Hydrogen sulfide removal process | |
RU2649442C2 (en) | Apparatus, method and catalyst for the purification of a gaseous raw hydrocarbon from hydrogen sulfide and mercaptans | |
US6165436A (en) | High-pressure sulfur recovery process | |
CN213761196U (en) | Ionic liquid desulfurization equipment for sulfur-containing gas | |
CN101092574B (en) | Method for removing sulfureted hydrogen through fixed bed of catalytic gasoline without liquid alkali | |
CN110396447B (en) | Natural gas static desulfurization system and method | |
US10370608B2 (en) | Desulfurization process using a combination of a suspension bed and a fixed bed | |
CN113041825A (en) | Claus hydrogenation tail gas wet oxidation desulfurization system and desulfurization method | |
CN205055476U (en) | Totally -enclosed coking tail gas processing apparatus |