Способ очистки газа или газовой смеси

 

I82O83

ОПИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Сое3 Советских

Социалистических

Республик

Зависимый от патента №

Кл. 26d, 9/04

Заявлено 08.Ч.1962 (№ 777254/23-4) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 21.IV.1966. Бюллетень № 10

Дата опубликования описания 14.VII,1966

МПК С 10k

УДК 66.074.371(088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

8I. <=,;..;, .

Иностранцы "" 1:1 н

Карл Хосе Дил, Злвуд Лерой Дерр, Микаэль Николас Пр1 л опл,др.„ (Соеаииенные Штаты Аыерики) ! " З, ., - тИностранная фирма

Шелл Интернационале Рисерч тРЬтсхаппей H. В. (Нидерланды)е ..: (Авторы изобретения

Заявитель

СПОСОБ ОЧИСТКИ ГАЗА ИЛИ ГАЗОВОЙ СМЕСИ

В

1, В, в С в в и

3 С б т

/

О О

1

Настоящее изобретение относится к способу очистки газа или газовой смеси, загрязненных сероводородом и другими примесями.

Для очистки таких газовых смесей или газов используют водные растворы алканоловых аминов, что обычно ведет к коррозии обрабатывающего оборудования. При этом часто для получения требуемой степени чистоты обрабатываемого газа требуется большое количество водных растворов. Кроме того, многие селективные способы абсорбции требуют проведения отдельного этапа обезвоживания, так как абсорбенты, такие, как водные алканоловые амины или гликолевые растворы, селективно не удаляют воду.

При осуществлении на практике многих селективных абсорбционных способов возникает также необходимость применять громоздкое оборудование для удаления легких углеводородов; которые могут присутствовать в газе.

Предлагаемый способ повышает степень очистки газа или газовой смеси с высоким содержанием сероводорода. Это достигается тем, что газ или газовую смесь обрабатывают селективным растворителем, в качестве которого используют сульфон, например циклотетраметиленсульфон, или его производные с общей формулой: где, по крайней мере, четыре радикала являются водородом, а остальные — алкильными

t руппами, причем каждая из алкильных

15 групп содержит от одной до четырех атомов углерода. Циклотетраметиленсульфон иначе именуется как тиофен тетрагидро-1,1-двуокись, который обычно обозначается как сульфолан. К подходящим производным

20 основного соединения относятся следующие соединения: 2,3-диметилциклотетраметилен сульфон; 2,4-диметилциклотетраMåòèëåн сульфон; 2,5-диметилциклотетраметилен сульфон, 3-этилциклотетраметилен сульфон; 2-метил-525 пропил-циклотетраметиленсульфон, а также аналоги и гомологи этих соединений.

Алкилрадикалов должно быть не более двух и предпочтительно не более двух алкилзаместителей присоединяется к тетраметилен30 сульфоновому кольцу.

182083

Лучший вариант способа включает модификацию сульфона 1 — 10 О/, углеводородов от веса растворителя, имеющих в молекуле 8—

12 атомов углеводорода, Основная цель данной модификации — снижение температуры кипения растворителя, что облегчает процесс десорбции.

Данный способ особенно пригоден для очищения природных газов, обладающих высо- 10 ким содержанием, например 10 — 80 вес. о/о сероводорода. Эти газы, особенно природный газ, могут содержать не только значительные количества сероводорода совместно с обычно газообразными углеводородами, такими, как метан и этан, но и двуокись углерода и всегда водяной пар.

В газообразные смеси, получаемые, например, при термическом или каталитическом крекинге, могут входить не только вышеупомянутые компоненты, но и такие производные, как оксисульфид углерода.

Предложенный способ может быть осуществлен по следующей технологической схеме.

Сырой газ из источника 1 нагнетается в нижнюю секцию абсорбера 2 с высоким давлением, смонтированного с рибойлером 8, под давлением порядка 7 — 140 кг/см и при температуре в диапазоне 38 — 120 С.

Бедный растворитель, включающий сульфон, который содержит от 1 до 20О/ углеводородов С вЂ” С, поступает по линии 4 в абсорбер с высоких давлением при температуре порядка 10 — 65 С.

Сероводород и вода абсорбируются селективным растворителем из поступающего 4О сырья.

Сухой свежий углеводородный газ покидает колонку через линию 5 после прохода через губчато-масляную секцию б, расположенную вблизи верхней части колонки для 4 удаления углеводородов газолинового ряда, на молекулу которых приходится от четырех до семи атомов углеводорода.

Бедное губчатое масло поступает боковым потоком из основной линии бедного губчатого масла 7, а насыщенное губчатое масло уходит по линии 8 по мере того, как оно становится насыщенным газоли новым и углеводородами для конечной регенерации в газолинуглеводородном стриппере.

Насыщенный растворитель, содержащий сероводород и частично газы СО>, а также любые абсорбированные газолиновые углево- 6О дороды, пропускается по линии 9 через теплообменник 10 в среднюю секцию газового стриппера 11. Здесь давление снижается примерно до 0,15 — 2,1 кгlсм, в то время как температура повышается посредством рибой- 65 лера 12 в этой секции газового стриппера до

93 — 205 С.

При этих условиях абсорбированный газ и углеводороды, у которых на молекулу приходится от 8 до 12 атомов углерода, испаряются, оставляя после себя бедный сульфон, который у днища колонки имеет значительно сниженное содержание сероводорода. Пары пропускаются через охлаждающую зону 18, расположенную вблизи верхней части колонки, где газ конденсируется и возвращается для модификации бедного растворителя, который затем рециркулируется насосом 14 в абсорбер с высоким давлением.

Газы, выходящие из верхней части газового стриппера, далее очищаются в абсорбной колонке 15 путем удаления из них газолинуглеводородных компонентов. Эти газы поступают в днище колонки 15 через линию 1б, а очищенные кислые газы покидают колонку в верхней ее части через линию 17 и поступают на утилизацию.

В газ олинуглеводородной абсорбной колонке газы очищаются бедным губчатым маслом, которое попадает в абсорбер, причем температура в абсорбере поддерживается на уровне 10 — б5 С, а давление †. на уровне

0,15 — 2,) кг/см .

Губчатым маслом, используемым для этой цели, является газовое масло, содержащее около 80 О/, ароматических углеводородов, а остальные 20О/о приходятся на долю алифатических или циклоалифатических углеводородов, получаемых из нефти.

Насыщенное губчатое масло, содержащее абсорбированные газолиновые углеводороды, покидает днище абсорбной колонки через линию 18 и затем нагревается в теплообменнике

19 до попадания в газолинуглеводородный стриппер 20. Там насыщенное губчатое масло нагревается в змеевике 21 до температуры порядка 150 — 232 С для выпаривания газолиновых углеводородов, которые удаляются из стриппера через линию 22 в то время, как бедное губчатое масло рециркулируется насосом 28 в газолинуглеводородную абсорбную колонку. Дальнейшая очистка газолиновых углеводородов может быть осуществлена в очистителе 24, в котором углеводороды нагреваются в рибойлере 25 и затем пропускаются через охлаждающую зону 2б, где углеводороды конденсируются и возвращаются через линию 27, в то время как любые остающиеся газы в парообразном состоянии пропускаются по линии 28 в газосборную линию, Показатели, приведенные в таблице, иллюстрируют результаты, получаемые при ис пользовании сульфона для экстракцин сероводорода из поступающего кислого газа, 182083

Поступающий газ, об. О

Состав целевого продукта

HHC

Кислый газ, об. Оо

Свежий газ, об. Оа

88,5

7,2

1000 мг/л

1,7

1,0

1,3

0,2

0,1

45,3

4,5

3,2

800 л г/л1) 40,1

2,7

0,7

0,4

0,3

2,7

200 мг/л

10 мг/л

1,8

6,3

50 мг/л -) 85,1

5,1

1,0

0,4

0,2

0,1

1000 мг/л

1,5

2,5

3,0 ) +90 F — точка конденсации ) +5 F — точка конденсации

Условия опыта.

Поступающий синтетический газ: температура 32,2 С давление 77,3 кг/см -.

Растворитель. 5

Сульфон с 10 вес. >/а н. октана.

Абсорбер.

Вертикальный абсорбер с 30 полками: температура в верхней части около 32 С; температура у днища около 82 С.

Течение растворителя.

Две молекулы растворителя на одну молекулу поступающего газа.

Стриппер.

Давление 2 кг/смг; температура у входного заправочного отверстия около 65,5 С; температура в верхней части около 32 С; температура рибойлера около 149 С.

Газолинуглеводородный абсорбер: температура около 2б,5"C;

20 давление 2 кг/смг.

Характеристика губчатого масла: ароматическое содержание 50 /о; первоначальная точка кипения 205 С.

V0ëè÷åñòâo атомов углерода на молекулу в среднем 16.

Скорость течения губчатого масла 0,3 моль на 1 моль газа.

Предмет изобретения

Способ очистки газа или газовой смеси, загрязненных, например, сероводородом, путем обработки их селективным растворителем, отличающийся тем, что, с целью повышения степени очистки газа с высоким содержанием сероводорода, в качестве селективного растворителя используют сульфон, например циклотетраметиленсульфон, или его производные с общей формулой где, по крайней мере, четыре радикала являются водородом, а остальные — алкилгруппами, в которых содержится от одного до четырех атомов углерода, или сульфон, модифицированный углеводородами Са — С... взятыми в количестве 1 — 10% от веса растворителя.

182083

Составитель В. Н. Нохрина

Редактор P. С. Чистова Техред Г. Е. Петровская Корректоры: С. Н, Соколова и В. В. Крылова

Заказ 1626/17 Тираж 600 Формат бум. 60X90 / Объем 0,38 изд. л. Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2