Абсорбент для очистки и осушки природного газа

 

Изобретение относится к подготовке природного газа к транспорту, а именно к осушке и удалению тяжелых углеводородои из природного газа. Для уменьшения по терь поглотит°ля в виде пара и устранение запаха при сохранении поглотительной спо собности по воде и углеводородам используют абсорбент для очистки природного газа на основе диэтиленгликоля, который дополнительно содержит грибутилфосфат при следующем соотношении компонент on. %: диэ тиленгяиколь 50-97:. трибутилфосфат 3-50. 2 табл.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

rsi>s В 01 0 53/26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4838381/26 (22) 11.06.90 (46) 23.04.92. Бюл. М 15 (71) Донецкий политехнический институт (72) Н.Л.Ярым-Агаев, В.Г.Матвиенко, Л.Д.Афанасенко, Г.В.Фоменко, Е.Н.Туревский, О.В.Эстрин, Е.А.Афанасьева и

В.В.Черкасская (53) 66.074,31(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 762946, кл. В 01 D 53/26, 1980. (54) АБСОРБЕНТ ДЛЯ ОЧИСТКИ И ОСУШКИ ПРИРОДНОГО ГАЗА

Изобретение относится к подготовке газа к транспорту, а точнее к осушке и удалению тяжелых углеводородов из природного газа.

Известны поглотители для осушки газа на основе гликолей.

Однако их нельзя использовать для очистки природного газа от тяжелых углеводородов из-эа низкой растворимости углеводородов в этих поглотителях.

Наиболее близким к предлагаемому пе сущности и достигаемым резуль-гатам является поглотитель для природного газа, содержащий в качестве основного компонента гликоль, а в качестве дополнительного компонента — октиловый спирт в количестве 7,5-24 .

Недостатками известного поглотителя являются высокое давление насыщенного пара, приводящее к большим потерям поглотителя с очищенным газом, дороговизна, дефицитность и резкий запах, обусловлей. Ж, „1727869 А1 (57) Изобретение относится к подготовк» природного газа к транспорту. а именно к осушке и удалению тяжелых углеводородо, из природного газа. Для уменьшения по терь поглотит ля в виде пара и устранени . запаха при сохранении поглотительной способности по воде и углеводородам используют абсорбент для очистки природного газа на основе диэтиленгликоля, которьii дополнительно содержит трибутилфосфа1 при следующем соотношении компонентов.

;(,; дизтиленгликоль 50-97; трибутилфосфат

3-50. 2 табл, ный присутствием летучего октилового спирта.

Целью изобретения является уменьшение потерь поглотителя в виде пара и устранение запаха при сохранении по лотительной способности по воде и углеводородам, Поставленная цель достигается тем. что абсорбент для очистки природного газа на

Основе дизтиленгликоля содержит трибутилфосфат при следующем соотношении компонентов, мас. 7ь;

Диэтиленгликоль 50-97

Трибутилфосфат 3-50

Новизна предлагаемого изобретейия заключается в использовании в двухкомпонентном абсорбенте на основе диэтиленгликоля в качестве добавки бутилового эфира ортофосфорной кислоты, который неограниченно смешивается с диэтиленгликолем.

В отличие от известного абсорбента в качестве второго компонента в предлагаемом абсорбенте на основе дизтиленгликоля

1727869 используется не высоко-летучий, обладающий сильным запахом октиловый спирт, а малолетучий, не обладающий запахом трибутилфосфат (октанол кипит при 195.1ОС, а трибутилфосфат при 289 С при атмосферном давлении). эффективность применения предлагаемого потлбтителям окована на том, что присутствие в его составе трибутилфосфата устраняет сильный запах, значительно уменьшает потери поглотителя в виде пара с очищенным газом при сохранении хорошей осушающей способности и поглоти,тельной емкости по углеводородам, Содержание трибутилфосфата в абсорбенте от 3 до 50 мас, обусловлено тем, что а указанных пределах абсорбент имеет невысокое давление насыщенного пара и эффективно осушает и очищает от тяжелых углеводородов природный гаэ. При уменьшении концентрации трибутилфосфата ниже 3-",ь резко уменьшается поглотительная способность абсорбента по углеводородам, а если содержание трибутилфосфата и ревышает 50, то такой абсорбент плохо осушает газ.

Трибутилфосфат (С4Н90)зРО (три-н-бутиловый эфир ортофосфорной кислоты)— прозрачная бесцветкая жидкость, кристаллизующаяся при -80 С. Кипит при 289ОС (c разл.) при атмосфеоном давлении и при

162 С при 2 КПа,. d4 = 0,9727, np= 1,4726, rp3,41 кПа . с (при 25 С). Плохо растворим в воде (0,42 г/л при 16 С). Раствори,иость воды в трибутилфосфате 6,5 мас. %. Смешивается с обычными органическими растворителями, химически устойчив, практически не подвергается гидролизу.

Трибутилфосфат широко используется в акалитической химии, при переработке ядерного горючего, разделении близких по свойствам элементов. Его также применяют в качестве пластификатора эфиров целлюлозы и пластических масс, а также как средство, предотвращающее вспенивание.

Предлагаемый абсорбент для одновременной осушки и очистки газа от тяжелых углеводородов может быть использован на существующих установках осушки газа. При этом эффективность регенерации его повышается из-за одновременного наличия в насыщенном абсорбенте воды и углеводородов, что объясняется образованием гетероазеотропа воды и углеводородов.

Пример 1. Через абсорбент, содержащий 97 диэтиленгликоля и 3 трибутилфосфата, при температуре ÎОC пройускают метан, насыщенный парами гексана при этой температуре (давление 7

МПа). Точка росы осушенного метана41,2 С. Поглотительная способность абсорбента по гексану 0,3 мас.%. Потери трибу-. тилфосфата (эа счет испарения) 0,0019 г/1000 нм газа.

5 Пример 2. Через абсорбент, содержащий 90 диэтиленгликоля и 10 трибутилфосфата, при 0 С пропускают метан, насыщенный парами гексана при этой температуре. Точка росы осушенного метана

10 -39,1 С, Поглотителькая способность абсорбента по гексану 1,6 мас, . Потери трибутилфосфата 0,0066 г/1000 нм газа.

Пример 3. Через абсорбент, содержащий 80 диэтил нгликоля и 20 трибу15 тилфосфата, при 0 С пропускают метан, насыщенный парами гексана при этой температуре. Точка росы осушенного метана

-35,0 С. Поглотительная способность абсорбента по гексану 3,6 мас. . Потери три20 бутилфосфата 0,014 г/1000 км газа.

Пример 4, Через абсорбент, содержащий 70 диэтиленгликоля и 30% трибутилфосфата, при О С пропускают метан, насыщенный парами гексана при этой тем25 пературе. Точка росы осушенного метана

-28.5 С. Поглотительная способность абсорбента по гексану 6,0 мас. . Потери трибутилфосфата 0,023 г/1000 км газа.

П р и.м е р 5. Через абсорбект, содер30 жащий 60% диэтиленгликоля и 40 трибутилфосфата, при О С пропускают азот, насыщенный парами гексана при этой температуре. Точка росы осушенного азота

-26.2 С. Поглотител ьная способность

Зб абсорбента по тексану 9,3 мас. Ук. Потери трибутилфосфата 0,032 г/1000 нм газа.

Пример 6. Через абсорбент, содержащий 50 диэтиленгликоля и 50% трибутилфосфата, при 0 С пропускают метан;

40 насыщенный парами гексана при этой температуре. Точка росы осушенного метана

-24,8ОC. Поглотительная способность абсорбента по гексану 14,0 мас., Потери трибутилфосфата 0,044 г/1000 нм газа.

45, Пример 7. Через абсорбент, содержащий 90 диэтиленгликоля и 10 трибутилфосфата, при 0 С .пропускают метан, насыщенный парами декана при. этой температуре. Точка росы осушенного метана

50 -38,6ОС, Поглотительная способность абсорбента по декану 0,9 мас. . Потери трибутилфосфата 0,066 г/1000 нмз газа.

Пример 8. Через абсорбент, содержащий 75 диэтиленгликоля и 25 трибу55 тилфосфата, при ООC пропускают азот., . насыщенный деканом при этой температуре. Точка росы осушенного азота -33,9 С.

Поглотительная способность абсорбента по декану 2,5 мас. . Потери трибутилфосфата

0,018 г/1000 нм газа.

1727869

П и р и м е р .. Через абсорбент, содер- пературе. Точка росы осушенного метана жащий 60 дизтиленгликоля и 40 трибу- -22,6 С. Поглотительная способность абтилфосфата, при 0 С пропускают метам, сорбента по декану 3,1 мас.Ж. Потери тринасыщенный парами декана при этой тем- бутилфосфата 0,11 г/1000 нм газа. пературе. Точка росы осушенного метана 5 Пример 17. Через абсорбент, содер-25,7 С. Поглотительная способность аб- жащий 60 диэтиленгликоля и 40 трибусорбента по декану 4.9 мас, Потери три- тилфосфата, при 20,0 С пропускают азот, утилфосфата 0,031 г/1000 нм газа.. насыщенный парами декана при этой темПример 10. Через абсорбент, содер- пературе, Точка росы осушенного азота жащий 97 диэтиленгликоля и 3 трибу- 10 -17,6"С. Поглотительная .способность тилфосфата, при 20,0 С пропускают метан, абсорбента по декану 5 8 мас. . Потери насыщенный парами гексана при этой тем- трибутилфосфата 0,19 г/1000 нм газа. пературе, Точка росы осушенного метана Пример 18. Через абсорбент. содер

-30,4 С. Поглогительная способность аб- жащий 97 диэтиленгликоля и 3 грибу сорбента по гексану 0.3 мас.%. Потери три- 15 тилфосфатг. при 40,0 С пропускают метан бутилфосфата 0,002 г/1000 нм газа. насыщенный парами гексана при этой тем"

П ример 11.Черезабсорбент,содер- пературе. Точка росы осушенного метан;г жащий 90% диэтиленгликоля и 10% трибу- -22,5 С. Поглотительная способность аб. тилфосфата, при 20,0яС пропускают метан, сорбента по гексану 0,3 мас. . Потери три насыщенный парами гексана при этой тем- 20 бутилфосфата 0,060 г/1000 нм газа. пературе. Точка росы осушенного метана Пример 19. Через абсорбент. содер-27,3 С. Поглотительная способность аб- жащий 90 диэтиленгликоля и 10% трибу сорбента по гексану 2,1 мас. . Потери три- тилфосфата, при 40,0ОС пропускают метан. бутилфосфата 0;041 г/1000 нм газа. насыщенный парами гексана при этой темПример 12. Через абсорбент, содер- 25 пературе. Точка росы осушенного метана жащий 80 диэтиленгликоля и 20-" трибу- -17,7 С. Поглотительная способность абтилфосфата, при 20,0 С пропускают азот, сорбента по гексану 2,6 мас. М . Потери тринасыщенный парами гексана при этой тем- бутилфосфата 0,21 г/1000 нм газа. пературе. Точка росы осушенного азота Пример 20. Через абсорбент с-дер,2 С. Поглотительная способность 30 жащий 95 диэтиленгликоля и 15",ь триб1абсорбента по гексану 4,3 мас.$. Потери тилфосфата, при 40.0лС пропускают метан, трибутилфосфата 0,089 г/1000 нм газа. насыщенный парами декана при этой темПример 13. Через абсорбент. содер- пературе. Точка росы осушенного метана жащий 70% диэтиленгликоля и 30 трибу- . -15.2 С. Поглотительная способность абтилфосфата, при 20,0 С пропускают метай, 35 сорбента по декану 2,5 мас, А. Потери тринасыщенный парами гексана при этой тем- бутилфосфата 0,32 г/1000 нм газа. пературе. Точка росы осушенного газа П.р и м е р 21. Через абсорбент. содер-20,9 С. Поглотител ьная способность жащий 757ь диэтиленгликоля и 25 трибуабсорбента по гексану 6,8 мас.рб. Потери тилфосфата, при 40,0ОС пропускают азот, трибутилфосфата 0,14 г/1000 нм газа. 40 насыщенный парами декана при этой еП и и этой темр и м е р 14. Через абсорбент, содер- пературе. Точка росы осушенного азота жащий 60 диэтиленгликоля и 40 трибу- -12,9 С, Поглотительная способность тилфосфата, при 20,0 С пропускают азот. абсорбента по декану 3,7 мас,Ъ. Потери насыщенный парами гексана при этой тем- трибутилфосфата 0.57 г/1000 нм газа, пературе. Точка росы осушенного газа 45 Пример 22;Через абсорбент. содер-17,8 С, Поглотительная способность .жащий 60 диэтиленгликоля и 40 трибуабсорбента по гексану 10л мас,л4. Потери тилфосфата, при 40,0оC пропускают азот, трибутилфосфата 0.20 r/1000 нм газа. насыщенный парами гексана при этой темП р имер 15. Черезабсорбент,содер- пературе. Точка росы осушенного азота жащий 50 диэтиленгликоля и 5070 трибу- 50-10,8 С, Поглотитвльная способность тилфосфата, при 20,0 C пропускают метан, . абсорбента по гексану 11,2 мас. . Потери насыщенный парами гексана при этой тем- трибутилфосфата 1,03 г/1000 нм газа. нературе. Точка росы осушенного газа

-1

Пример 23; Через абсорбевт, соде- 6, С. Поглотительная способность жащий 507 диэтиленгликоля и 50% трибуР абсорбента по гексану 10,7 масззк. Потери бб тилфосфата. при 40,0 С пропускают метан. трибутилфосфата 0,28 г/1000 нм газа. насыщенный парами гексана при этой темПример 16. Через абсорбент, содер- пературе. Точка росы осушенного метана жащий 75 диэтиленгликоля и 25 трибу- -9,7 С. Поглотительная способность абсоро тилфосфата, при 20.0 С пропускают метан, бента по гексану 16,8 мас.Ж, Погери трибунасыщенный парами декана при этой тем- тилфосфата 1,40 г/1000 нм газа;

1727869

Таблица 1

Осушающая и поглотительная (по отношению к ге ксану и декану) способность смесей диэтиленгликоль-трибутилфосфат (ДЭГ-ТБФ) приведена в табл.1.

Потери октилового спирта с газом иллю- 5 стрируются следующими примерами.

Пример 24. Через абсорбент. содержащий 92,5 диэтиленгликоля и 7,5% октилового спирта, пропускают метан при 0 С и давлении 7 мПа. Потери октилового спирта 10 за счет испарения 0,68 г/1000 нм газа. з

Пример 25. Через абсорбент, содержащий 76% диэтиленгликоля и 24% октило.вого спирта, пропускают метан при 0 С и давлении 7 мПа, Потери октилового спирта 15

2,24 г/1000 нм газа.

Пример 26. Через абсорбент. содержащий 92.5 диэтиленгликоля и 7,5 октилового спирта, пропускают метан при 20 С и давлении 7 мПа. Потери октилового спир- 20 та 4,74 г/1000 нм газа, Пример 27. Через абсорбент, содержащий 76% диэтиленгликоля и 24% октилового спирта, пропускают метан при 20 С и давлении 7 м Па. Потери октилового спирта 25

15,7 г/1000 нм газа.

Пример 28. Через абсорбент, содержащий 92,5% диэтиленгликоля и 7,5 октилового спирта, пропускают метан при 40 С и давлении 7 мПа. Потери октилового спир- ЗО та 25,8 r/1000 нм газа.

Пример 29. Через абсорбент, содержащий 76% диэтиленгликоля и 24% октилового спирта, пропускают метан при 40 С и давлении 7мПа. Потери октилового спирта 35

85,1 г/1000 нм газа.

Данные потерь.октилового спирта в виде пара в процессе очистки газа абсорбентом, состоящим из ДЭГа и октилового спирта, при давлении очищаемого газа

7мПа приведены в табл.2.

Из приведенных примеров видно, что при минимальной концентрации октилового спирта в абсорбенте его потери при О С за счет испарения составляют 0,68 г/1000 нм газа, а потери трибутилфосфата при его минимальной концентрации и той же температуре — 0,0019 г/1000 нм газа. При максимальной концентрации и той же температуре эти потери составляют соответственно 2,24 и 0,044 г/1000 нм газа. При более высоких температурах потери предлагаемого абсорбента, как видно из приведенных примеров, также в десятки и сотни раз ниже потерь аналога.

Как следует из приводимых примеров предлагаемый абсорбент эффективно удаляет влагу и тяжелые углеводороды из газа.

Хорошая поглощающая способность предлагаемого абсорбента по влаге и углевОдородам сочетается с пониженным давлением насыщенного пара по сравнению с известным, что приводит к значительному уменьшению потерь абсорбента в виде пара с очищенным газом, К тому же смеси ДЭГа с ТБФ не обладают запахом и являются более дешевыми.

Формула изобретения

Абсорбент для очистки и осушки природного газа от тяжелых углеводородов на основе диэтиленгликоля, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью уменьшения потерь абсорбента в виде пара с очищенным газом и устранения запаха, он дополнительно содержит трибутилфосфат при следующем соотношении компонентов, мас.%;

Диэтиленгли коль 50-97

Три бутилфосфат 3-50

1727869

Продолжение табл. 1

Продолжение табл. 1

Точка росы очи- Поглотительная щенного ra a, С способность по углеводороду, мас.

Потери трибутилфосфата в виде пара,г/ газа

Пример

Поглощаемый углеводород

Гексан

° Ф

Декан

° !

Гексан н

Декан

Гексан м

Декан

Гексан м

Таблица 2

2

4

6

8

11

12

13

14

16

17

18

19

21 .

22

-41,2

-39.1 -35,0

-28,5

-26,2

-24,8

-38,6

-33,9

-25,7

-30,4

-27,3

-24,2

-2.0,9

-17,8

-16,1

-22;6

-17,6

-22,5

-17,7

-15,2

-12,9

-10,8

-9,7

0,3

1,6

?,6

6,0

9,3

14,0

0,9

2.5 .

49

0,3

2,1

4,3

6,8

10.2

15,7

3,1

5,8

0.3

2,6

2.5

3;7

11,2

16,8

0,0019

0,0066

0,014

0,023

0.032

0.044

0,066

0,018

0,031

0,012

0,04 1

0,089

0.14

0.20

0.28

0,11

0,19

0,060

0,21

0,32

0.57

1.03

1,40