SU753449A1

SU753449A1 - Method of adsorption drying of fatty hydrocarbon gases and removing hydrogen sulphide from them

Info

Publication number: SU753449A1
Application number: SU772500039A
Authority: SU
Inventors: Альберт Михайлович Цибулевский; Юрий Павлович Грабовский; Алевтина Александровна Федецова
Original assignee: Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектный Институт По Переработке Газа
Priority date: 1977-06-28
Filing date: 1977-06-28
Publication date: 1980-08-07

Description

(54) СПОСОБ АДСОРБЦИОННОЙ ОСУШКИ И ОЧИСТКИ ОТ СЕРОВОДОРОДА УГЛЕВОДОРОДНЫХ ГАЗОВ(54) METHOD OF ADSORPTION DRYING AND CLEANING FROM HYDROGEN HYDROGEN HYDROGEN HYDROGEN

1one

Изобретение относитс к способам адсорбционной осушки и очистки от Н aS и/или СО 2, природных, нефт ных и сжиженных углеводородных газов с низким содержанием Н zS и может быть применено в газовой, нефт ной и нефтехимической промышленности.The invention relates to methods for adsorptive drying and purification from H aS and / or CO 2, natural, petroleum and liquefied hydrocarbon gases with a low content of H zS and can be applied in the gas, oil and petrochemical industries.

Известные способы адсорбционной очистки и осушки газа включают в себ две стадии: стадию адсорбции извлекаемой примеси твердыми сорбентами и стадию регенерации адсорбента с выдавливанием поглощенных примесей.Known methods for adsorption purification and gas drying include two stages: the stage of adsorption of the extracted impurity by solid sorbents and the stage of regeneration of the adsorbent with the extrusion of absorbed impurities.

В качестве адсорбента при очистке углеводородных газов обычно используют кристаллические цеолиты (синтетические и природные ) типа А и X. Процесс очистки ведут при температурах 10-60°С и давлени х до 100 кгс/см до насыщени адсорбента или по влени за слоем адсорбента «проскоковой концентрации Н aS, СО а или воды. После насыщени адсорбента провод т его регенерацию очищенным газом при температуре 250-400°С и давлении 2-70 кгс/см21;1.Crystalline zeolites (synthetic and natural) of type A and X are usually used as an adsorbent during the purification of hydrocarbon gases. The cleaning process is carried out at temperatures of 10-60 ° C and pressures up to 100 kgf / cm until saturation of the adsorbent or occurrence of a layer of "breakthrough concentrations of H aS, CO a or water. After saturation, the adsorbent is regenerated with purified gas at a temperature of 250-400 ° C and a pressure of 2-70 kgf / cm21; 1.

Основным недостатком этого способа вл етс то, что расход газа на регенерацию достигает 20% об., что приводит к значительным потер м целевого продукта.The main disadvantage of this method is that the gas consumption for regeneration reaches 20% vol., Which leads to significant losses of the target product.

Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату вл етс способ очистки природного газа от Н iS к/или СО 2, который провод т при относительно низких температурах около 32°С и давлении 70- 140 кгс/см с использованием кристаллического цеолита типа А и X, а регенерацию ад,сорбента провод т при температуре 200- 375°С индивидуальными алифатическими углеводородами нормального строени , со10 держащими три и более ато.ма углерода в молекуле, и имеющих температуру кипени не выше 93°С, затем газы регенерации охлаждают в теплообменнике до температуры ниже температуры конденсации испольJ5 зуемого дл регенерации углеводорода и сконденсированный углеводород отдел ют от десорбированного газа, содержащего Н jS, СО г и легкие углеводороды, в сепараторе, а затем направл ют в теплообменники и печь, откуда пары углеводорода направл ютс снова в адсорбер дл регенерации адсорбента . Дл удалени остатков жидких углеводородом,Н iS, СО г и охлаждени адсорбента после регенерации его продувают очищенным газом. Таким образом, индивидуальные углеводороды используютс многократно , что позвол ет исключить расход очищенного газа на регенерацию адсорбента . Кроме того, такой способ очистки углеводородных газов от Н aS, и/или СО i позвол ет получить кислый газ с высоким содержанием сероводорода в зависимости от концентрации его в очищенном газе 2.The closest to the described invention to the technical essence and the achieved result is a method of purification of natural gas from H iS to / or CO 2, which is carried out at relatively low temperatures of about 32 ° C and pressure of 70- 140 kgf / cm using crystalline zeolite of the type A and X, and the regeneration of hell, sorbent is carried out at a temperature of 200-375 ° C with individual normal aliphatic hydrocarbons containing 10 or more carbon atoms per molecule and having a boiling point not higher than 93 ° C, then regeneration gases cooled in a heat exchanger to a temperature below the condensation temperature of the hydrocarbon used for regeneration and the condensed hydrocarbon is separated from the desorbed gas containing H jS, CO g and light hydrocarbons in a separator, and then sent to heat exchangers and a furnace, from where the hydrocarbon vapor is sent to the adsorber for adsorbent regeneration. To remove residual liquid hydrocarbon, H iS, CO g and cooling the adsorbent after regeneration, it is flushed with purified gas. Thus, individual hydrocarbons are used multiple times, which eliminates the flow of purified gas to regenerate the adsorbent. In addition, this method of purification of hydrocarbon gases from H aS, and / or CO i allows you to get an acidic gas with a high content of hydrogen sulfide, depending on its concentration in the purified gas 2.

Существенными недостатками этого способа вл етс то, что дл регенерации адсорбента используют рециркулирующий поток индивидуальных углеводородов, который в процессе регенерации «загр зн етс углеводородами, адсорбирующими в процессе очистки и десорбирующими в процессе регенерации цеолита, что приводит к необходимости дополнительной очистки рециркул рующего потока. Это, равно как и использование более дорогих индивидуальных углеводородов, приводит к заметному удорожанию процесса.Significant disadvantages of this method are that for the regeneration of the adsorbent, a recirculating stream of individual hydrocarbons is used, which in the regeneration process "is contaminated with hydrocarbons, which adsorb during the purification process and desorb the zeolite during regeneration, which necessitates additional purification of the recirculating stream. This, as well as the use of more expensive individual hydrocarbons, leads to a marked increase in the cost of the process.

Целью изобретени вл етс снижение затрат на очистку углеводородных газов от Н 2,5 и/или СО г. за счет увеличени срока .службы адсорбента и совмещени процесса очистки и осущки углеводородных газов с получением высококонцентрированного кислого газа, содержащего более 40 об. % сероводорода .The aim of the invention is to reduce the cost of cleaning hydrocarbon gases from H 2.5 and / or CO of a city by increasing the service life of the adsorbent and combining the process of cleaning and draining hydrocarbon gases to produce highly concentrated acid gas containing more than 40 vol. % of hydrogen sulfide.

Поставленна дель достигаетс способом адсорбционной осушки и очистки от сероводорода жирных углеводородных газов на кристаллических цеолитах типа А или X при температуре 10-80°С и давлении 1--140 кгc/cм с последующей регенерацией цеолита циркулирующим потоком жидких углеводородов при температуре 200- 375°С, в котором регенерацию осуществл ют смесью жидких углеводородов с углеводородами , поглощенными цеолитом на стадии очистки.Delivered Del is achieved by the method of adsorption drying and purification of hydrogen sulfide from fatty hydrocarbon gases on crystalline zeolites of type A or X at a temperature of 10-80 ° C and a pressure of 1-1-140 kgc / cm, followed by regeneration of the zeolite by a circulating stream of liquid hydrocarbons at a temperature of 200-375 ° C, in which the regeneration is carried out with a mixture of liquid hydrocarbons with hydrocarbons absorbed by the zeolite in the purification step.

При этом регенерацию цеолита ведут при -объемной скорости газового потока 200-500 час-1.At the same time, the zeolite is regenerated at a gas flow rate of 200-500 h-1.

Данный способ позвол ет снизить затраты на процесс очистки при переработке 1 млрд. газа на 400000 руб ., а также получать кислый газ с содержанием HiS 45-49 об. о/о.This method allows to reduce the cost of the cleaning process during the processing of 1 billion gas per 400,000 rubles, and also to produce an acid gas with a HiS content of 45-49 vol. o / o

Пример 1. Газ состава, об. %: ЫгО,04; СО 2 0,37; HjS 0,12; СН 4 60,88; СаНе 4,28; СзНв 12,26; (i+n)C+8,59; (i + n)C57,14; (i + п)Сб 6,32 при 40°С и атмосферном давлении направл ют дл очистки от Н S и СО а в адсорбер диаметром 35 мм, заполненный цеолитом NaX (ТУ 38 10281-75), предварительно прокаленном в муфельной печи при 400°С в течение 8 час, объем загруженного цеолита 100 см (фракции 2,0--3,0 мм). Линейна скорость газа в адсорбере 0,1 м/сек. Очищенный газ анализируют на содержание Н aS и сбрасывают в атмосферу. Процесс очистки очистки прекращают как только за слоем адсорбента по вл етс «проскокова концентраци Н tS (0,0013 об. /о). Регенерацию адсорбента провод т при 350°С и объемной скорости паров в адсорбере 320 час с использованием дл регенерации смеси углеводородов, извлеченных из адсорбента , и жидких подаваемых следующего состава об. /о: Сз 17,44; С 27,82; Cs 29,03; Се 25,71 до прекращени выделени Н ,S, затем адсорбент охлаждают до 40°С и вновь начинают очистку газа. Продолжительность регенерации 6 час. Выход щие из адсорбера пары охлаждаютс в, холодильнике , а затем в сепараторе охлаждающей смесью примерно до нул , откуда сконденсированные углеводороды направл ют щелочную очистку охлажденным 20°/о-ным раствором NaOH, а затем после промывки и отсто подают в колбу, соединенную с адсорсто подают в колбу, соединенную с адсорбционной колонной, где углеводороды испа- р ют и нагревают до 350°С перед поступлением в адсорбер. Отбор газового бензина на щелочную очистку провод т периодически,Example 1. Gas composition, about. %: YOGO, 04; CO 2 0,37; HjS 0.12; CH 4 60.88; SaHe 4.28; СзНв 12,26; (i + n) C + 8.59; (i + n) C57,14; (i + p) Sat 6.32 at 40 ° C and atmospheric pressure are sent for purification from H S and CO a into an adsorber with a diameter of 35 mm, filled with NaX zeolite (TU 38 10281-75), previously calcined in a muffle furnace at 400 ° C for 8 hours, the volume of loaded zeolite 100 cm (fraction 2,0--3,0 mm). The linear velocity of the gas in the adsorber is 0.1 m / s. The purified gas is analyzed for the content of H aS and dumped into the atmosphere. The cleaning process of cleaning is stopped as soon as an overshoot concentration of H tS (0.0013 v / v) appears behind the adsorbent layer. The adsorbent is regenerated at 350 ° C and a vapor volume rate in the adsorber for 320 hours using a mixture of hydrocarbons extracted from the adsorbent and the liquid feed of the following composition about. / o: Sz 17.44; C, 27.82; Cs 29.03; Ce, 25.71, until the release of H, S, is stopped, then the adsorbent is cooled to 40 ° C and the gas cleaning again begins. Regeneration time 6 hours. The vapors leaving the adsorber are cooled in a cooler and then cooled to approximately zero in the separator, from where condensed hydrocarbons are sent to alkaline purification with a chilled 20 ° / NaOH solution, and then, after washing and suction, are fed to the flask connected to the adsorber It is fed to a flask connected to an adsorption column, where the hydrocarbons are evaporated and heated to 350 ° C before entering the adsorber. The selection of gasoline for alkaline cleaning is carried out periodically,

S а подачу сконденсированной жидкой фракции в испарительную колбу непрерывно. После 40 циклов адсорбции - регенерации динамическа активность цеолита составила 83,7% от первоначальной. Кислый газ состава об. о/о: СО 2 23,07; Н-S 47,39; СН , 22,12; СгНб 3,86; СзНй 1,63; (i + п)С ,0,73; С 5 следы после нeйтpav изaции в атмосфеРУПример 2. Газ состава об. %: N & 0,03; СОа 0,28; Н гЗ 0,14; СН « 52,13; С гН « 5,11;S and the flow of the condensed liquid fraction in the evaporation flask continuously. After 40 cycles of adsorption - regeneration, the dynamic activity of the zeolite was 83.7% of the initial. Acid gas composition about. o / o: CO 2 23.07; H-S 47.39; CH, 22.12; CgNb 3.86; SzNy 1.63; (i + n) C, 0.73; With 5 traces after neitpav in the atmosphere of the atmosphere of RU Example 2. Gas composition of about. %: N &0.03; COA 0.28; H gz 0.14; CH "52.13; With GN "5.11;

0 Сз 10,67; (i-bn)C4 13; (i + n)C5 6,34; (i Ч- п)Сб 8,10; Сг 4,31, при 45°С и 89 атмосферном давлении направл ют на очистку от Н zS и СО 1. Услови проведени процесса очистки и регенерации те же, что и в примере 1. В качестве адсорбента используют0 Сз 10.67; (i-bn) C4 13; (i + n) C5 6.34; (i h - n) Sat 8,10; Cr 4.31, at 45 ° C and 89 atmospheric pressure, are sent for purification from HzS and CO 1. The conditions for the purification and regeneration process are the same as in Example 1. The adsorbent used is

цеолит NaX (Т 38 10281-75), а дл регенерации используют Смесь углеводородов следующего состава; об. °/о: Cj 3,93; С 4 17,38; С5 21,40; С6 37,42; С, 19,87, при объемной скорости паров 200 . Динамическа активность после 20 циклов адсорбции - регенерации составл ет 87,4% от первоначальной . Содержание Н S в кислом газе 49,1%.zeolite NaX (T 38 10281-75), and for regeneration use a mixture of hydrocarbons of the following composition; about. ° / o: Cj 3.93; C 4 17.38; C5 21.40; C6 37.42; C, 19.87, with a vapor velocity of 200. The dynamic activity after 20 adsorption-regeneration cycles is 87.4% of the original. The content of H S in acid gas is 49.1%.

Claims

1. The method of adsorbing the substance and purifying hydrogen sulfide from fatty hydrocarbon gases on crystalline zeolites of type A or X at a temperature of 10-80 ° C and a pressure of 1-140 kgf / cm, followed by regeneration of the zeolite by a circulating stream of liquid hydrocarbons at a temperature of 200-375 ° C By the fact that, in order to reduce the cost of the process, the regeneration is carried out with a mixture of liquid hydrocarbons and hydrocarbons embedded in zeolite at the purification stage.

2. A method according to claim I, characterized in that in order to produce an acid gas with a hydrogen sulfide content of more than 40% by volume, the regenerator is 753449

Ziu zeolite is carried out at bulk velocity1. Cole A. M. and Rizenfeld F. S. Purifying gas flow 200-500 hours of gas. M., 1968, p. 272-273.

Sources of information, 2. Patent of England No. 1120483,

taken into account during examination. In 1 L pub. 08.10.68 (prototype).