Способ регенерации абсорбентов процесса осушки газа

 

Область применения: изобретение относится к способам очистки от растворимых солей и мехпримесей высококонцентрированных гликолевых растворов, применяемых для осушки природного газа перед его транспортировкой. Сущность изобретения; в высококонцентрированный раствор гликоля , содержащий соли, вводят высаливающий агент в количестве, определяемом Свыс (100-Со) 100 уравнением п - , Со-С6 (100-СВыС) где п - подача высаливающего агента, мас.%, Со и Свыс - начальная и конечная концентрации хлорида натрия в рабочем растворе, мас.%, В6 - остаточное солесодержание хлорида натрия в рабочем растворе , мас.%. В качестве высаливающего агента используют бутанол-2, или бутанол-2 или этилацетат. 1 п. ф-лы. 3 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 01 0 53/26

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ CCCP) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ уравнением n= (Л

С.

ОО С

6д

Со В (100. — Свыс ) (21) 4878146/26 (22) 18.07.90 (46) 23,03.93. Бюл. N. 11 (71) Государственный научно-исследовательский и проектно-изыскательский институт "ЮжНИИГипрогаз" (72) А. И. Щербак, Н. В, Михайлов, В. M. Демин, Р, М. Минигулов и А. И. Попов (56) Газовая промышленность, 1988, N. 1, с, 52-53. (54) СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ АБСОРБЕНТОВ ПРОЦЕССА ОСУШКИ ГАЗОВ (57) Область применения: изобретение от носится к способам очистки от растворимых солей и мехпримесей высококонцентрированных гликолевых растворов, применяеИзобретение относится к способам очистки от растворимых солей высококонцентрированных минерализованных гликолевых растворов, применяемых для осушки природного газа перед его транспортировкой.

Цель изобретения — снижение энергозатрат.

Поставленная цель достигается тем, что вводят высаливающий агент в количестве, определяемом уравнением; где n — подача высаливателя,мас.%;

Со и Свыс — начальная и конечная концентрации хлорида натрия в рабочем растворе мас.,4.

 — остаточное солесодержание хлорида натрия в рабочем растворе,мас.%.

Выведенная экспериментальным путем зависимость дает возможность снижать соЯХ 1803173 А1 мых для осушки природного газа перед его транспортировкой. Сущность изобретения; в высококонцентрированный раствор гликоля, содержащий соли, вводят высаливающий агент в количестве, определяемом

Cp С (100 Свыс) где и — подача высаливающего агента, мас,%, Со и Свыс — начальная и конечная концентрации хлорида натрия в рабочем растворе, мас.%,  — остаточное солесоб держание хлорида натрия в рабочем растворе, мас.%. В качестве высаливающего агента используют бутанол-2, или бутанол-2 или этилацетат. 1 и. ф-лы. 3 табл, держание солей в высококонцентрированных гликолевых растворах до заданных концентраций, что позволяет избегать процессов солеотложений на теплопередающих поверхностях технологического оборудования, а значит и уменьшить энергозатраты в процессе регенерации ДЭ Га.

Удаление солей из ДЭГа улучшает его сорбционные свойства, что также ведет к уменьшению энергозатрат.

К снижению вредного воздействия на окружающую среду приведет применение таких высаливателей, как бутанон-2, бутанол-2 и этилацетат.

Авторами экспериментальным путем выявлена зависимость, по которой можно управлять фазовым равновесием процесса кристаллизации солей в высококонцентрированных минерализованных гликолевых растворах в зависимости от исходной кон- . центрации солей до необходимой конечной концентрации солей, 1803173

При использовании предлагаемого способа высаливания солей регенерация высококонцентрированных минерализованных гликолевых растворов упрощается до одностадийного процесса, при этом значительно. сокращается теплообменное оборудование, по сравнению с прототипом.

Снижение энергозатрат осуществляется за счет того, что процесс высаливания проходит при нормальных условиях (температура 25 С, давление атмосферное).

Кроме того, в процессе кристаллизации солей из раствора удаляются мехпримеси, что также влияет на качество регенерированного ДЭГа и снижает энергозатраты (если процесс удаления мехпримееей вести отдельной стадией).

Итак, предлагаемый способ регенерации абсорбентов позволяет исключить процесс осаждения солей на стенках теплообменного технологического оборудования, уменьшить расходы высаливающего агента, улучшить сорбционные свойства

ДЭГа, используемого для сушки природного газа; применение предложенных высаливающих агентов позволяет снизить процесс вредного воздействия на окружающую среду по сравнению с прототипом.

Предложенный способ иллюстрируется следующим примером.

Пример 1. Для выявления оптимальных соотношений водносолевого раствора, диэтиленгликоля (ДЭГа) и высаливателя при

25 С была изучена система "хлорид натрия — вода — диэтиленгликоль — высаливатель". При этом исследованы системы (NaCI-Н20 — ДЭГ): высаливатель с соотношением 1:1, 1;2, 1;3, 1;4 как представляющие непосредственный технологический процесс. Исследования процесса высаливания выполнялись изотермическим методом, В качестве высаливателя были использованы органические вещества, обладающие более низкой степенью токсичности, летучести, всспламеняемости и т, д. по сравнению с прототипом, Сущность способа состоит в том, что варьируя количеством прибавляемого в раствор высаливателя можно пони>кать до необходимого уровня солесодержание раствора, или говоря по иному, управлять фазовыми равновесиями в многокомпонентных солевых гликолевых системах, В заранее приготовленный минералиэованный водно-гликолевый раствор добавляли высаливатель в заданном соотношении (см. табл.), При помощи мешалки смесь тщательно перемешивалась в термостатируемой емкости при температуре эксперимента 25 С, Равновесная жидкая фаза, свободная от кристаллов, подвергалась химическому анализу.

В растворе определяли содержание ионов хлора меркулометрическим методом, плотность — ариометрическим методом, вязкость по ГОСТ 33 — 82.

В качестве рабочей системы был использован минерализованный водногликолевый раствор следующего состава: вода—

1,23 мас,%„NBCI — 4,05 мас.%, ДЭà — остальное

Результаты опытов с использованием разных высаливающих агентов при заданных соотношениях представлены в табл. 1.

15 Из табл. 1 видно, что добавка к гликолевому раствору высаливающих агентов бутанола-2 этилацетата или ацетона в соотношении 1:4 понижает растворимость хлорида натрия более чем в 5 раз. А это

20 значит, что подачей определенного количества высаливающего агента, можно добиться содержания солей в абсорбентах, близкого к значению растворимости соли в чистых высаливающих агентах (бутаноне-2, 25 бутаноле-2, этилацетате и ацетоне).

Пример 2. Состав рабочей смеси мас. ; Н О 1,25, NaCI 4,05, ДЭà — 94,72. .В экспериментах использовали высушенный, измельченный хлорид натрия мар30 ки "х.ч,", изопропанол, бутанол-2; бутанон-2, этилацетат марки "Ч", диэтиленгликоль марки "тех".

Результаты опытов с использованием различных растворителей при заданном со35 отношении представлены в табл, 2.

Из табл, 2 следует, что высаливающий эффект зависит от соотношения (NaCI — Н20-ДЭГ); высаливатель, С увеличением расхода высаливателя уменьшается

40 солесодержание в гликолевых растворах; ацетон, этилацетат и бутанон-2 оказывают более высаливающее действие, чем у изопропанола. При соотношении водногликолевого раствора и высаливателя 1:4

45 отмечено понижение растворимости хлорида натрия более чем в пять раз.

Правильность выбранного высаливателя была подтверждена путем сравнения оценки нормы расхода (n) высаливателя по

50 формуле

С. В (100-С...) где С> и С ц — начальная и конечная концентрации хлорида натрия в гликолевом раствоРе мас. ;

 — остаточное солесодержание хлорида натрия в рабочем растворе, мас,% (со1803173 гласно требований проектировщиков, принято остаточное солесодержание в ДЭГе—

1,0 мас. ) бутан ол-2=

4,05 1,00 (100 — 1,20 ) изопропанол =

4,05 1,00 (100 — 1,60 ) бутанон-2= — 19 1

4,05 1,00 (100 — 0,80 ) этилацетат =

4,05 1,00 (100 — 0,80 ) ацетона =

4,05 1,00 (100 — 0,68 )

Для ацетона, этилацетата и бутанона-2 норма расхода очень близка и колеблется в . пределах 16,7 — 19,1 и меньше чем в полтора раза по сравнению с изопропанолом.

Пример 3. В дополнение к лабораторным исследованиям способ регенерации абсорбентов прошел опытно-промышленные испытания.

Предложенный способ регенерации осуществляется следующим образом, Загрязненный минерализованный диэтиленгликоль (ДЭГ), подлежащий очистке, по рабочемутрубопроводу подается на смешение с высаливателем. При смешении ДЭГа с высаливателем происходит в осадок. Образовавшуюся смесь пропускают через фильтр для отделения твердой и жидкой фаз. Отделившуюся твердую фазу удаляют, а фильтрат подается на нагрев для разделения очищенного ДЭГа и высаливателя.

Рабочие параметры опытно-промышленной установки представлены в табл. 2, при этом в период работы установки в качестве высаливателя был использован ацетон.

Полученные результаты работы опытнопромышленной установки подтверждают, что с увеличением доли высаливателя уменьшается солесодержание в гликолевых

5 растворах.

Из вышеизложенного материала можно сделать вывод, что предложенный способ регенерации абсорбентов обладает следующими преимуществами процесс высалива10 ния не зависит от качественного состава солей и от степени засолонения гликоля; воэможность проведения процесса высаливания солей из высококонцентрированных минерализованных гликолевых растворов

15 беэ предварительного удаления воды: решается комплексность процесса. а именно: удаляются растворимые соли и нерастворимые механические примеси; не ограничен . по производительности; значительно сокра20. щается металлоемкость процесса; снижение энергозатрат за счет проведения процесса высаливания при нормальных условиях; поддается полной автоматизации; может реализоваться за счет увеличения ин25 тенсивности использования действующих установок регенерации ДЭГа или метанола при частичной реконструкции соответствующей технологической схеме.

Формула изобретения

30 1. Способ регенерации абсорбентов процесса осушки газов, включающий обработку высококонцентрированных минера- лизованных гликолевых растворов высаливающим агентом, о т л и ч а ю щ и й35 с я тем, что, с целью снижения энергозатрат, высаливающий агент вводят в количестве, определяемом из уравнения; где и — количество высаливателя, мас, ;

Со и Саыс. — начальная концентрация в нерегенерированном растворе и конечная концентрации хлорида натрия в растворе, высаливателя, мас. ;

 — остаточное содержание осадка б хлорида натрия в регенерированном растворе,мас, .

2. Способ по и. 1, отличающийся тем, что в качестве высаливающего агента используют бутанон-2, или бутанол-2, или этила цетат, 1803173

Таблица 1

Значение изменений концентраций солесодержания высококонцентрированных растворов

ДЭГа при различных соотношениях (ДЭГ:NaCI:Í20):âûñàëèâàòåëü

Таблица 2

Изменение концентрации солесодержания в гликолевом растворе

Таблиц ° 3 ревультаты orerrrer-errowerrrereerrr испытанць

Очьщемнть ДТГ а ДЭГ НО

Вагрльмемньт ДОГ

Вмсаливатель

Спесь

ысалмватель (комеч) подача, кг/ч подакг/ч давление

illa ипесостав состав, нас.\ состав, мас.\ вмреура, С состав, нас.8 тьу, С

810, масЛ

ДВГ, мвс 2

НаС1, г/л

НСО ос-ное аеаество

° Iree лица тель

56,0 О,1 99,5 0,5

62,0 0,1 99,5 0,5

60,0 0, I 99,5 0,5

150

0,1

26,0 0,11 10,8 104 0,11

16,3 0,13 9,4 97 0,13

17,8 0,15 14,2 100 0.15

О;1

0,1 следы

300

1,0

27 ° 2

16,7

23,6

85,68 14,32

85,68 14 32

85,68 14,32

24,8

24,8

24,8

600 тем- давпера латура. we, ьС illa

23,5 0,11

16.3 О, 13

17,7 0,12

99.5 0.5

99,5 0,5

99,5 0,5 тем- дав NaCt пера- ле- r/rr тура, ние, «С rma тем-. да тура, мме аС нп

86 13 l3.75

85.92 14,08

83,64 15.5II дав ле ние, нпа с е еце тво