Абсорбент для очистки газов от сероводорода и диоксида углерода

Авторы патента:

Набоков Сергей Владимирович (RU)

Петкина Наталья Петровна (RU)

Соловьев Сергей Анатольевич (RU)

B01D53/14 - абсорбцией

Владельцы патента RU 2586159:

Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" (RU)

Изобретение относится к области очистки газов от сероводорода и/или диоксида углерода и может быть использовано в газовой, нефтяной и нефтеперерабатывающей отраслях промышленности. Абсорбент для очистки газа от H₂S и СО₂ содержит метилдиэтаноламин, аминоэтилпиперазин, метиловый или этиловый эфир диэтиленгликоля и воду. Использование заявленных компонентов в определенном соотношении обеспечивает повышение скорости регенерации насыщенного абсорбента и повышение качества очистки газа при сокращении затрат тепловой энергии. 2 табл.

Известен абсорбент для очистки газов от H₂S и CO₂, содержащий водный раствор алканоламина или смесь алканоламинов (см. US 4368095, B01D 53/14, 1983 г.). В качестве алканоламинов используют соединения, содержащие первичные, вторичные или третичные аминогруппы, например моноэтаноламин (МЭА), диэтаноламин (ДЭА), метилдиэтаноламин (МДЭА). Недостатком известного абсорбента является невысокая эффективность по извлечению кислых компонентов (особенно для третичных аминов), повышенные затраты тепла при регенерации абсорбента (для первичных и вторичных аминов).

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является абсорбент для очистки газов от H₂S и CO₂, содержащий водный раствор третичного алканоламина или смесь третичных алканоламинов и активатор (см. US 5348714, C01B 3/20, 1994 г.). В качестве третичного алканоламина используют соединения, содержащие третичные аминогруппы, например метилдиэтаноламин (МДЭА), а в качестве активатора используют производное пиперазина, пиперидина.

Недостатком данного абсорбента является невысокая скорость регенерации насыщенного абсорбента, т.е. повышенные затраты тепловой энергии на десорбцию кислых компонентов.

Техническим результатом, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, является повышение скорости регенерации насыщенного абсорбента от кислых компонентов H₂S и CO₂, повышение качества очистки газа при сокращении затрат тепловой энергии.

Данный технический результат достигается за счет того, что абсорбент для очистки газа от H₂S и CO₂, содержащий метилдиэтаноламин, аминоэтилпиперазин и воду, дополнительно содержит метиловый или этиловый эфир диэтиленгликоля при следующем соотношении компонентов, масс.%:

метилдиэтаноламин	20÷50
миноэтилпиперазин	2÷10
метиловый или этиловый эфир диэтиленгликоля	2÷8
вода	остальное

Сущность изобретения поясняется примерами.

Для испытаний используют образцы метилдиэтаноламина (МДЭА), выпускаемого по ТУ 2423-005-11159873-2000, аминоэтилпиперазина (АЭП) фирмы Akzo Nobel (номер CAS 140-31-8), метиловый эфир диэтиленгликоля (МДЭГ) или этиловый эфир диэтиленгликоля (ЭДЭГ) (ТУ 2422-125-05766801-2003) с массовой долей эфира 99%, растворяя данные реагенты в воде в необходимой концентрации.

Эксперимент по регенерации абсорбента проводят следующим образом.

В колбу объемом 0,25 дм с обратным водяным холодильником заливают по 100 дм³ испытуемого абсорбента, предварительно насыщенного СO₂ до содержания 30 г/л, затем абсорбент нагревают до кипения с подачей через него азота со скоростью 2 л/ч при атмосферном давлении. Через определенные промежутки времени отбирают пробы раствора, в которых определяют остаточное содержание CO₂ объемным методом.

Результаты испытаний по регенерации насыщенных СО₂ абсорбентов различного состава (известного и предлагаемого) приведены в таблице 1. Из таблицы 1 следует, что при подводе одного и того же количества тепла (соответствующих равным промежуткам времени) абсорбенты различного состава регенерируются с разной скоростью.

В качестве известного абсорбента использовали водный раствор, включающий 30 масс.% МДЭА при содержании АЭП 6 или 10 масс.% (поз. 1, 2). Предлагаемый абсорбент включает водный раствор 30-50 масс.% МДЭА, 2-10 масс.% АЭП и добавки метилового или этилового эфира ДЭГ в количестве 2-8 масс.% (поз. 3-9).

Из таблицы 1 следует, что известный абсорбент на основе МДЭА без добавок эфиров обладает невысокой скоростью регенерации, причем остаточное содержание CO₂ в абсорбенте через 15 мин составляет 13,5 г/л, через 30 - мин 7,3 г/л, а через 60 мин - 3,3 г/л.

Предлагаемый абсорбент с добавками МДЭГ (поз. 3-6) и ЭДЭГ (поз. 7-9) регенерируется существенно быстрее, что характеризуется остаточным содержанием CO₂ по сравнению с известным абсорбентом за те же промежутки времени в 2-3 раза меньше.

Эксперименты по очистке газа проводят на опытной установке, включающей абсорбер с нерегулярной насыпной насадкой (10×10 мм), насос подачи абсорбента, тепловой регенератор амина, систему измерения и поддержания температуры, а также расходомеры газа и жидкости. В качестве модельного газа используют природный газ с давлением 50 атм, в который подают кислые компоненты (3,5% CO₂ и 2,5% H₂S). Подачу газа осуществляют со скоростью 10 м³/ч при температуре 22°C в нижнюю часть абсорбционной колонки, подачу абсорбента осуществляют со скоростью 15 л/ч при температуре 50°C наверх абсорбера. Содержание кислых компонентов в исходном и очищенном газе определяют хроматографически по ГОСТ 31371.1-2008. Экспериментальные данные приведены в таблице 2: составы абсорбентов по п. 1 - известного, по пп. 2-5 - предлагаемого.

Из данных таблицы 2 следует, что предлагаемый абсорбент позволяет уменьшить затраты тепла на регенерацию абсорбента при обеспечении требуемого качества очистки газа, либо повысить качество очистки газа от кислых компонентов (при фиксированном расходе тепла).

Эффективная массовая доля МДЭГ или ЭДЭГ составляет от 2 до 8%. Заявляемый интервал содержания эфиров диэтиленгликоля в абсорбенте обусловлен тем, что их массовая доля менее 2% в абсорбенте не изменяет существенно скорости регенерации в сравнении с известным абсорбентом, а увеличение массовой доли более 8% приводит к уменьшению скорости регенерации абсорбента.

Использование предлагаемого абсорбента позволяет уменьшить затраты тепловой энергии на регенерацию до остаточного содержания СO₂, в сравнении с известным абсорбентом на 15-25%. В то же время при одинаковых затратах энергии использование предлагаемого абсорбента, имеющего лучшие характеристики по регенерации, позволяет повысить эффективность очистки газа.

Абсорбент для очистки газа от H₂S и СO₂, содержащий метилдиэтаноламин, аминоэтилпиперазин и воду, отличающийся тем, что абсорбент дополнительно содержит метиловый или этиловый эфир диэтиленгликоля при следующем соотношении компонентов, масс.%:

метилдиэтаноламин	30÷50
аминоэтилпиперазин	2÷10
метиловый или этиловый эфир диэтиленгликоля	2÷8
вода	остальное

Изобретение относится к способам селективного удаления примесей из газообразных выбросов. В частности, к селективному удалению и извлечению диоксида серы из газообразных выбросов в способе абсорбции/десорбции диоксида серы, в котором применяют буферизованый водный абсорбирующий раствор, содержащий малат натрия, чтобы селективно абсорбировать диоксид серы газообразного выброса.

Способ очистки пирогаза от гомологов ацетилена, этилена и углеводородов c3, с4 // 2582315

Изобретение относится к области нефтехимических производств, в частности к процессам подготовки газов пиролиза углеводородов для дальнейшей переработки, и может быть использовано для очистки пирогаза, содержащего ацетилен и этилен в качестве целевых компонентов, от примесей их гомологов и сопутствующих углеводородов C3 и C4.

Автоматизированная мембранно-абсорбционная газоразделительная система, обеспечивающая улучшение потребительских свойств биогаза // 2577575

Изобретение относится к области мембранной технологии. Автоматизированная мембранно-абсорбционная газоразделительная система, состоящая из двух последовательно соединенных мембранно-контакторных модулей, причем каждый мембранно-контакторный модуль состоит из контакторного абсорбера и контакторного десорбера с системой обеспечения рециркуляционного потока между абсорбером и десорбером, причем первый мембранно-контакторный модуль предназначен для очистки биогаза от примесей СО2, а второй мембранно-контакторный модуль - для осушки биогаза от водяных паров, отличающаяся тем, что на выходе из второго мембранно-контакторного модуля установлены датчик влажности газовой смеси, соединенный с блоком регулирования величины потока рециркулята в процессе осушки биогаза во втором мембранно-контакторном модуле, и датчик содержания диоксида углерода в газовой смеси, соединенный с блоком регулирования величины потока и температуры рециркулята в процессе очистки биогаза в первом мембранно-контакторном модуле.

Способ подготовки топливного газа // 2576769

Изобретение относится к способу подготовки топливного газа и может быть использовано в нефтегазовой промышленности и энергетике. Способ включает сжатие газа, его охлаждение и сепарацию.

Способ регенерации насыщенного раствора поглотителя влаги // 2575540

Изобретение относится к способам регенерации насыщенного раствора поглотителя влаги - диэтиленгликоля, который используют в качестве абсорбента для извлечения водяных паров из газа в установках осушки природных и нефтяных газов.

Способ и система для профилактики и обработки вредителей с использованием дыма от энергоустановки на биомассе в замкнутом пространстве // 2572762

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Осуществляют обработку топочного газа от энергоустановки на биомассе для получения газа с объемной концентрацией диоксида углерода более 85%.

Способ очистки отходящих газов титано-магниевого производства // 2571767

Изобретение может быть использовано в химической области и в области цветной металлургии. Способ очистки отходящих газов титано-магниевого производства включает обработку отходящих газов смесью щелочного реагента с водным раствором карбамида.

Способ осаждения двуокиси углерода, а также газотурбинная установка с осаждением двуокиси углерода // 2571142

Сначала в первом процессе абсорбции абсорбируют диоксид углерода при введении в контакт подводимого содержащего диоксид углерода природного газа с первым обводным потоком растворителя.

Способ химической деструкции соединений, получаемых в результате улавливания углекислого газа с помощью аминов // 2569512

Настоящее изобретение предлагает систему обработки жидкостью, включающую реактор, где реактор сконструирован так, что он содержит газообразную фазу и водную фазу, обе фазы, контактирующие с агетерогенным катализатором гидрогенации, иммобилизованным или суспендированным внутри водной фазы, где газообразная фаза включает водород и где водная фаза включает (i) раствор аминов; и (ii) соединения нитрозамина и/или нитрамина, полученные в результате способов десульфуризации газа с помощью аминов.

Способ очистки газа от сероводорода // 2568213

Изобретение относится к процессам обессеривания газов и может быть использовано в различных отраслях промышленности для очистки газов от сероводорода с одновременным получением серы.

Системы и способы выделения углеводородов из содержащего полиолефины газообразного продукта продувки // 2589055

Изобретение относится к способу выделения углеводородов из полиолефинового газообразного продукта продувки. Способ включает следующие стадии: выделение полиолефинового продукта, включающего один или более летучих углеводородов из реактора полимеризации; контактирование полиолефинового продукта с продувочным газом с целью удаления по меньшей мере части летучих углеводородов с получением полимерного продукта, в котором снижена концентрация летучих углеводородов, и газообразного продукта продувки, обогащенного летучими углеводородами, причем летучие углеводороды включают водород, метан, один или более С2-12углеводородов, или любую комбинацию перечисленного, причем газообразный продукт продувки находится при давлении от примерно 50 до примерно 250 кПа (абс.); сжатие газообразного продукта продувки до давления, составляющего от примерно 2500 до примерно 10000 кПа (абс.), в котором газообразный продукт продувки сжимают по меньшей мере в две стадии, причем на первой стадии его сжимают при отношении давлений, которое не меньше, чем отношение давлений на последующих стадиях; охлаждение сжатого газообразного продукта продувки; разделение охлажденного газообразного продукта продувки на газообразный продукт, включающий по меньшей мере первый продукт, и конденсированный продукт, включающий второй продукт и третий продукт; и возврат по меньшей мере части по меньшей мере одного из продуктов в перечисленные места: первого продукта в виде продувочного газа, второго продукта в реактор полимеризации или третьего продукта в виде газообразного продукта продувки, обогащенного летучими углеводородами, на стадию до сжатия. Также изобретение относится к системе. Использование настоящего изобретения позволяет осуществлять контроль давления, что помогает защитить потенциальные продукты полимеризации при формировании и увеличить потенциал полимеризации. 2 н. и 19 з.п. ф-лы, 4 табл., 3 пр., 5 ил.

Способ и устройство для разделения газовой смеси // 2592522

Изобретение направлено на создание способа разделения газов в подаваемом смешанном газовом потоке и аппарата для реализации указанного способа. Способ в соответствии с изобретением включает в себя: i) контактирование подаваемого смешанного газового потока с жидким абсорбентом в абсорбционной колонне под давлением 1 бар или больше, при этом указанный жидкий абсорбент является избирательным в отношении абсорбции одного или больше газов в подаваемом смешанном газовом потоке таким образом, чтобы часть газа в подаваемом смешанном газовом потоке абсорбировалась жидким абсорбентом, что приводит к получению обогащенного жидкого абсорбента; ii) регенерирование по меньшей мере части жидкого абсорбента посредством контакта обогащенного жидкого абсорбента с десорбционной мембраной, при этом давление со стороны проникновения десорбционной мембраны по меньшей мере на 1 бар выше давления со стороны проникновения десорбционной мембраны, чтобы по меньшей мере часть абсорбированного газа десорбировалась из обогащенного жидкого абсорбента и проникала через десорбционную мембрану, тем самым образуя обедненный жидкий абсорбент; и iii) рециркуляцию по меньшей мере части обедненного жидкого абсорбента на стадии i) для контактирования с подаваемым смешанным газовым потоком. Изобретение позволяет использовать экономически эффективную регенерацию абсорбента. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 4 ил.

Способ извлечения компонентов из парогазовых смесей, образующихся при производстве поликристаллического кремния // 2596775

Изобретение относится к производству поликристаллического кремния. В процессе получения кремния образуются парогазовые смеси, содержащие пары хлорсиланов, водород и хлористый водород. Для извлечения хлорсиланов, водорода и хлористого водорода производят предварительную фракционную конденсацию в теплообменниках и последующее разделение оставшейся части хлорсиланов и других компонентов смеси методами абсорбции, десорбции и ректификации. Согласно способу для охлаждения рабочей среды на всех этапах ее переработки в качестве хладоносителя используют тетрахлорид кремния, получаемый из перерабатываемой рабочей среды. Изобретение обеспечивает повышения эффективности процесса. 1 ил.

Извлечение мономеров // 2598855

Изобретение относится к способу извлечения одного или нескольких мономеров из потока (1) газа, включающему следующие стадии: в одной и той же первой экстракционной колонне С1: а) стадию экстрагирования путем приведения потока (1) газа в экстракционной колонне (С1) в контакт с органическим экстракционным растворителем (2), при этом указанный экстракционный растворитель (2) абсорбирует указанный мономер или мономеры, и b) стадию отгонки или десорбции инертными газом в экстракционной колонне (С1) путем подачи в нижней части колонны (С1) ниже точки подачи потока (1), содержащего мономеры газа, потока инертного газа(12), при этом поток (3) жидкости, содержащий экстракционный растворитель и мономер или мономеры, отводят снизу колонны (С1), а поток (4) отходящего газа отводят сверху колонны (С1), после чего во второй регенерационной колонне С2: с) стадию извлечения указанного мономера или мономеров, на которой указанный мономер или мономеры отделяют от экстракционного растворителя путем перегонки в регенерационной колонне (С2), в которую подают поток (3) жидкости, отведенный снизу колонны (С1), при этом поток, содержащий концентрированный мономер или мономеры (5), отводят сверху колонны (С2), а поток (2) жидкости, содержащий экстракционный растворитель, отводят снизу колонны (С2), после чего рециркулируют в верхнюю часть колонны (С1); причем мономер или мономеры выбраны из диенов, винилароматических соединений и изобутена. Использование настоящего изобретения позволяет свести к минимуму содержание примесей на стадии извлечения мономера. 9 з.п. ф-лы, 5 ил., 6 табл., 1 пр.

Способ улавливания углекислого газа из дымового газа электростанции и установка для его осуществления // 2600348

Способ включает следующие стадии: 1) использование композитного водного абсорбента, состоящего из органического амина и функционализированной ионной жидкости, в качестве абсорбента CO2; 2) образование различных слоев жидкости с помощью отстаивания до прозрачности; 3) осуществление нагревания и разложения жидкости, полученной с помощью разделения и богатой A·CO2 и B·CO2, для рециркуляции, с получением высококонцентрированного газа CO2 и композитного водного абсорбента; 4) рециркуляцию композитного водного абсорбента, полученного на стадии 3); 5) охлаждение высококонцентрированного газа CO2 для конденсации в нем горячего водяного пара; 6) осуществление газожидкостной сепарации высококонцентрированного газа CO2, прошедшего охлаждение на стадии 5), с получением газа CO2 с чистотой ≥99%; 7) превращение высокочистого газа CO2 в жидкость для получения продукта высококонцентрированного жидкого углекислого газа промышленного типа. Способ имеет характеристики высокой эффективности улавливания, низкого энергопотребления и простоты осуществления. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ и устройство для поглощения диоксида углерода // 2602146

Изобретение предлагает способ осуществления поглощения диоксида углерода с пониженной опасностью образования аэрозоля из потока, содержащего диоксид углерода, в устройстве поглощения, имеющем особую последовательность секций, где данный способ содержит особые этапы. Другой аспект данного изобретения касается применения структурированной насадки в качестве части секции поглощения диоксида углерода, данное применение заключается в снижении опасности образования аэрозоля в верхней области секции поглощения диоксида углерода. Изобретение позволяет снизить опасность образования аэрозоля. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 7 ил.

Способ очистки природного газа от примесей при его подготовке к получению сжиженного метана, этана и широкой фракции углеводородов // 2602908

Изобретение относится к способу очистки природного газа от примесей диоксида углерода, метанола и воды, при его подготовке к извлечению криогенным методом сжиженного метана, этана и широкой фракции легких углеводородов, и может быть использовано на предприятиях газовой промышленности. Способ включает стадию абсорбционного извлечения из природного газа диоксида углерода и метанола водным раствором амина с последующей регенерацией последнего с получением регенерированного абсорбента и кислого газа, часть которого после конденсации в виде кислой воды возвращается в регенератор, и стадию адсорбционной осушки очищенного природного газа с регенерацией адсорбента и выработкой газа регенерации, при этом природный газ после очистки от диоксида углерода и метанола на стадии абсорбционного извлечения смешивается с газами регенерации стадии адсорбционной осушки, охлаждается и подвергается сепарации от сконденсированной воды, а кислая вода, содержащая метанол после регенерации абсорбента, разделяется в дополнительной ректификационной колонне на метанол и отпаренную воду. Изобретение обеспечивает увеличение энергоэффективности, снижение материалоемкости оборудования и получение товарного метанола и газа, подготовленного к криогенному разделению, с крайне низким содержанием двуокиси углерода. 9 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл., 1 пр.

Способ или система для извлечения диоксида углерода // 2603164

Изобретение относится к способу и системе для извлечения диоксида углерода на установке для синтеза метанола из углеводородного газа или синтеза бензина из углеводородного газа через метанол. Способ включает стадию риформинга для получения конвертированного газа посредством реакции парового риформинга углеводородного газа, стадию синтеза метанола для синтеза метанола из конвертированного газа, стадию сжигания для сжигания топливного газа с получением источника тепла для реакции парового риформинга, стадию извлечения диоксида углерода для извлечения диоксида углерода с использованием поглощающей жидкости из отходящих газов сжигания, генерируемых посредством сжигания, стадию получения множества нагревающих сред конвертированного газа или нагревающих сред конвертированного газа и метанола с разными температурами из конвертированного газа или из конвертированного газа и метанола и стадию регенерации поглощающей жидкости для регенерации поглощающей жидкости посредством ступенчатого нагрева поглощающей жидкости, содержащей поглощенный в ней диоксид углерода, для удаления диоксида углерода из поглощающей жидкости, причем нагрев выполняется с использованием множества нагревающих сред с разными температурами. Изобретение позволяет эффективно использовать отходящее тепло низкотемпературного конвертированного газа. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 9 ил., 9 табл.

Система контроля загрязнения воздуха // 2604233

Изобретение относится к системе контроля загрязнения воздуха. Система содержит узел извлечения СО2, в состав которого входят абсорбер СО2, в котором удаляется СО2, содержащийся в дымовом газе, выходящем из котла, с помощью аминового абсорбента, и регенератор абсорбента, в котором осуществляется регенерация абсорбента, при этом абсорбер СО2 оборудован секцией абсорбции СО2, в которой осуществляется абсорбция СО2, содержащегося в дымовом газе, с помощью аминового абсорбента, и секцией фильтров из водоотталкивающего материала, которая размещена со стороны ниже по ходу движения дымового газа от секции абсорбции СО2 и улавливает туманообразный аминовый абсорбент, захваченный дымовым газом, не содержащим СО2, при этом секция фильтров из водоотталкивающего материала содержит корпус для фильтров, содержащий камеру для ввода газа, в которую из секции абсорбции СО2 поднимаются дымовые газы, не содержащие CO2, и множество фильтров из водоотталкивающего материала, установленных на боковой поверхности корпуса фильтров, чтобы обеспечить прохождение вводимого дымового газа, не содержащего СО2, через указанные фильтры в направлении ортогональном направлению течения газа. Изобретение обеспечивает уменьшение уноса аминового абсорбента при выпуске дымового газа, из которого удаляют СО2, за пределы системы. 5 з.п. ф-лы, 16 ил., 1 табл.

Способ удаления soх из топочных газов из парового котла // 2604746

Изобретение относится к способу удаления SOx из топочных газов. Способ удаления SOx из топочных газов из парового котла содержит следующие стадии: (a) нагрев топочного газа перед каталитическим реактором по ходу потока; (b) окисление SO2 в топочном газе до SO3 в каталитическом реакторе по меньшей мере с одним пропусканием катализатора, действующего при температурах в диапазоне 350-450°C; (c) охлаждение окисленного, обогащенного SO3 топочного газа со стадии (b) до температуры выше точки росы H2SO4 топочного газа; (d) дальнейшее охлаждение обогащенного SO3 топочного газа со стадии (с) в охлаждаемом воздухом конденсаторе, посредством этого конденсируется SO3 в виде H2SO4 и производится горячий воздух и очищенный топочный газ; (e) извлечение конденсированной H2SO4 из конденсатора. При этом температуру топочного газа на стадии (с) регулируют с помощью охлаждения топочного газа в теплообменнике посредством теплообмена с потоком воды под давлением выше 60 бар, и в котором температура воды под давлением на впуске теплообменника выше точки росы H2SO4 газа. Изобретение позволяет упростить удаление SOx из топочного газа. 8 з.п. ф-лы, 7 табл., 3 ил.