Способ регенерации алканоламинов при очистке углеводородных газов от сероводорода

Изобретение предназначено для нефтяной, газовой и химической промышленности, относится к регенерации водных растворов алканоламинов при очистке углеводородных газов от сероводорода. Способ регенерации водных растворов алканоламинов (моноэтаноламина, диэтаноламина, метилдиэтаноламина и др.) при очистке углеводородных газов от сероводорода включает жидкофазное окисление поглощенного алканоламинами сероводорода в присутствии углеводородного растворителя. В качестве растворителя используется бензиновая, или керосиновая, или дизельная фракция. В качестве катализатора используют гетерогенный катализатор окисления сернистых соединений на полипропиленовом носителе КСМ-Х, в состав которого входит дихлорфталоцианин кобальта и оксиды металлов переменной валентности. Сероводород в процессе окислительной регенерации алканоламинов превращается в элементную серу. Изобретение обеспечивает возможность проведения регенерации водных растворов сероводородсодержащих алканоламинов при более низких температурах с образованием безвредной элементарной серы. 1 табл., 12 пр.

 

Изобретение предназначено для нефтяной, газовой и химической промышленности, относится к регенерации водных растворов алканоламинов (моноэтаноламина, диэтаноламина, метилдиэтаноламина и др.) при очистке углеводородных газов от сероводорода.

Известны способы удаления сероводорода из углеводородных газов на установках аминовой очистки с последующей утилизацией кислого газа, получаемого при термической (110-130°С) регенерации водного раствора алканоламина, на установке Клауса с получением элементной «газовой» серы [1]. Для превращения сероводорода в элементную серу по этой технологии требуется строительство отдельной установки Клауса, использование которой экономически оправдано только при получении не менее 5 тонн элементной серы в сутки. Это обусловлено высокими капитальными затратами на строительство такого комплекса газоочистки и высокими энергетическими затратами на утилизацию кислого газа на установке Клауса.

Наиболее близким по технической сущности к настоящему изобретению является применение для очистки газов от сероводорода абсорбента, включающего водный раствор органического амина с последующей его термической регенерацией при 110-130°С [2]. Согласно данному способу аминовый раствор рекомендуется регенерировать при следующих параметрах: давление 0,06-0,09 МПа, температура регенерации раствора 116-122°С.

К недостаткам вышеуказанного способа относятся высокая температура регенерации алканоламинов и выделение при регенерации токсичного сероводорода, требующего дальнейшей утилизации одним из известных способов.

Целью настоящего изобретения является снижение температуры регенерации сероводородсодержащих алканоламинов и получение при этом безвредной элементной серы.

Поставленная цель в настоящем изобретении достигается регенерацией насыщенных сероводородом алканоламинов прямым жидкофазным окислением поглощенного аминами сероводорода кислородом или воздухом в элементную серу с выделением свободного алканоламина, проводимым в присутствии гетерогенного катализатора и углеводородного растворителя, позволяющим осуществлять регенерацию алканоламинов при пониженных температурах без выделения токсичных сероводород-содержащих кислых газов, требующих дальнейшей утилизации.

Поставленная задача решается следующим образом.

Предлагается способ, заключающийся в регенерации насыщенных сероводородом водных растворов алканоламинов (моноэтаноламина, диэтаноламина, метилддиэтанола-мина и др.) при 40-80°С в присутствии воздуха или кислорода, углеводородного растворителя, в качестве которого используется бензиновая или керосиновая или дизельная фракции и гетерогенного катализатора окисления сернистых соединений на полипропиленовом носителе [3], в состав которого входит дихлорфталоцианин кобальта и оксиды металлов переменной валентности (далее по тексту катализатор КСМ-Х). В указанных условиях протекает жидкофазная окислительная регенерация сульфида и гидросульфида алканоламина с образованием элементной серы и выделением свободного алканоламина по реакциям (1-2):

Сероводород по предлагаемому изобретению превращается при регенерации водных растворов алканоламинов в элементную серу, которая отделяется в последующем от алканоламина и углеводородного растворителя фильтрованием. При этом исключаются проблемы образования и утилизации токсичных сероводородсодержащих кислых газов, выделяющихся при термической регенерации аминов.

Углеводородный растворитель предотвращает дезактивацию гетерогенного катализатора, исключая осаждение элементной серы на его поверхности, и ускоряет реакцию окисления сульфидной серы за счет более высокого коэффициента растворимости кислорода в углеводородах в сравнении с водной средой [4], выполняя роль депонирующей кислород среды, а катализатор повышает эффективность окисления поглощенного аминами сероводорода при пониженных температурах.

Техническим результатом от использования изобретения является возможность проведения регенерации водных растворов сероводородсодержащих алканоламинов при более низких температурах с образованием безвредной элементной серы. При этом исключается необходимость строительства специальной установки окисления сероводорода для получения элементной серы дорогостоящими способами.

Применение предлагаемого способа регенерации насыщенных сероводородом алканоламинов позволит решить актуальную задачу регенеративной очистки попутных нефтяных газов от сероводорода в промысловых условиях добычи нефти.

Сущность предлагаемого изобретения иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Определенный объем 35%-ого водного раствора метилдиэтаноламина, насыщенного сероводородом, помещают в обогреваемый стеклянный реактор периодического действия объемом 100 мл и нагревают до заданной температуры. Затем в реактор наливают керосиновую фракцию, помещают гетерогенный катализатор КСМ-Х и интенсивно перемешивают смесь на магнитной мешалке с подачей в реакционную смесь газообразного кислорода. О глубине регенерации водных растворов алканоламинов судят по изменению остаточного содержания окисляемого сероводорода во времени потенциометрическим титрованием по ГОСТ 22985-90 и времени начала выпадения в осадок элементной серы. Условия проведения экспериментов: масса гетерогенного катализатора КСМ-Х 6 г, объем 30%-ого водного раствора диэтаноламина, насыщенного сероводородом, - 70 мл, объем керосиновой фракции - 30 мл, температура опыта 50°C, расход кислорода 300 ч-1.

Результаты испытаний регенерации алканоламинов приведены в табл. 1.

Пример 2. По примеру 1 с заменой 35%-ого водного раствора метилдиэтаноламина на 30%-ый водный раствор диэтаноламина.

Пример 3. По примеру 1 с заменой 35%-ого водного раствора метилдиэтаноламина на 15%-ый водный раствор моноэтаноламина.

Пример 4. По примеру 1 с заменой керосиновой фракции на бензиновую фракцию. Пример 5. По примеру 1 с заменой керосиновой фракции на дизельную фракцию.

Пример 6. По примеру 1 с изменением температуры реакции с 50°C на 30°C.

Пример 7. По примеру 1 с изменением температуры реакции с 50°C на 80°C.

Пример 8. По примеру 1 с проведением реакции в атмосфере воздуха, а не в атмосфере кислорода.

Пример 9. По примеру 1 без катализатора КСМ-Х.

Пример 10. По примеру 9 без углеводородного растворителя.

Пример 11. По примеру 1 с заменой кислорода на воздух.

Пример 12. По примеру 1 без углеводородного растворителя.

Источники информации:

1. Технология переработки природного газа и конденсата. Справочник. 4.1. М.: ООО Недра-Бизнесцентр. 2002. 517 С.

2. Квалифицированная первичная переработка нефтяных и природных углеводородных газов / М.А. Берлин, В.Г. Гореченков, В.П. Капралов. - Краснодар: Советская Кубань, 2012. - 520 с.

3. Патент RU 2529500, опубликован 05.08.2014 г. // Ахмадуллин P.M., Ахмадуллина А.Г., Агаджанян СИ.

4. Шайпак А.А. Гидравлика и гидропневмопривод: Учебное пособие. 4.1. Основы механики жидкости и газа. М.: МГИУ, 2003. С. 14.

Способ жидкофазной окислительно-каталитической регенерации водных растворов алканоламинов, насыщенных сероводородом, с образованием элементной серы и выделением свободного алканоламина, отличающийся тем, что их регенерацию осуществляют окислением воздухом или кислородом при температуре 30-80°С в присутствии углеводородных растворителей, в качестве которых применяют бензиновую, или керосиновую, или дизельную фракцию, с использованием в качестве катализатора гетерогенного катализатора окисления сернистых соединений КСМ-Х.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к тепло-, массообменном оборудованию. Насадка содержит образующие пакет ячейки.

Изобретение относится к технике мокрого пылеулавливания. Конический форсуночный скруббер содержит корпус с патрубками для запыленного и очищенного газа, форсуночное оросительное устройство (7), опорные и ограничительные тарелки, между которыми расположена насадка и брызгоуловитель, выполненный в виде слоя насадки (9), размещенной между опорной (5) и ограничительной (6) тарелками, и устройство для отвода шлама (4).
Изобретение относится к сетчатым горизонтальным фильтрам и может применяться в химической, текстильной, пищевой, легкой и других отраслях промышленности для мокрого пылеулавливания.

Изобретение относится к устройствам очистки газов от различных загрязнений и примесей, в частности к устройствам очистки дымовых газов от твердых частиц и вредных веществ, таких как оксиды азота, углерода, серы (NO2, СО2, SO2, NO, СО).

Изобретение относится к технике мокрого пылеулавливания и может применяться в химической, текстильной, пищевой, легкой и других отраслях промышленности для очистки запыленных газов.

Изобретение относится к устройствам для улавливания токсичных веществ из газообразных выбросов в эмульгированном потоке жидкости. Устройство фиксации модулей составной решетки газожидкостного обмена содержит преимущественно горизонтальную подложку из перекрещенных опорных направляющих, удерживающих модули газожидкостного обмена, при этом к нижней части модулей прикреплены грузы.

Изобретение относится к технике очистки газа от пыли и может быть использовано в различных отраслях промышленности в системах пневмотранспорта, пневмоуборки, аспирации.

Скруббер // 2661570
Изобретение относится к технике мокрого пылеулавливания и может применяться в химической, текстильной, пищевой, легкой и других отраслях промышленности для очистки запыленных газов.

Изобретение относится к области мокрой очистки газов от взвешенных частиц и газовых примесей и может быть использовано в системах пылегазоочистки и для проведения тепломассообмена между газом и жидкостью в различных отраслях промышленности.
Изобретение относится к золоуловителям и может быть использовано на тепловых электрических станциях.Технический результат - повышение эффективности ресурсосбережения и очистки дымовых газов путем увеличения поверхности распыла за счет применения вихревой форсунки.Это достигается тем, что в устройстве для очистки и утилизации отходящих дымовых газов, содержащем входной патрубок, корпус, выходной патрубок, осадительную камеру, осадительная камера снабжена разделительной перегородкой, погруженной в камеру, причем нижняя часть разделительной перегородки, погруженная в камеру, имеет продольные пазы с постоянным шагом, а входной газоход устройства снабжен оросителем воды в виде коллектора с вихревыми форсунками, вода в который под давлением поступает через трубопровод от винтового насоса, соединенного с баком для сбора воды, поступающей от переливного окна осадительной камеры с регулируемым шибером через сливной патрубок, причем в нижней части камеры размещен теплообменный аппарат в виде трубчатого змеевика, а устройство снабжено влагоотделителем с тангенциальным вводом, каждая из вихревых форсунок содержит корпус, штуцер и соосно расположенную вставку-завихритель с внешней винтообразной нарезкой и расширяющимся коническим отверстием внутри, причем в штуцере выполнено входное цилиндрическое отверстие, соединенное с диффузором, выполненным осесимметрично в корпусе, а в нижней части корпуса расположено, осесимметрично корпусу сопло, которое выполнено с двухступенчатым и соосным вставке-завихрителю диффузором, первая ступень диффузора является продолжением расширяющегося конического отверстия, выполненного внутри вставки-завихрителя, которая выполнена из износостойкого материала, а вторая ступень диффузора является продолжением его первой ступени, при этом на ее внутренней конической поверхности выполнена винтообразная нарезка, причем коническая поверхность с винтообразной нарезкой второй ступени диффузора выполнена перфорированной, а в нижней части корпуса, соосно ему, закреплена цилиндрическая обечайка, на которой установлен рассекатель потока, выполненный в виде, по крайней мере, двух расположенных наклонно к оси форсунки стержнях, соединенных между собой в нижней части, к которым прикреплен вертикально расположенный стержень, на котором установлен завихритель, выполненный в виде конуса с винтовыми лопастями, охватывающего с зазором стержень, и опирающегося в нижней части на упор, расположенный горизонтально и перпендикулярно стержню.

Изобретение предназначено для нефтяной, газовой и химической промышленности, относится к регенерации водных растворов алканоламинов при очистке углеводородных газов от сероводорода. Способ регенерации водных растворов алканоламинов при очистке углеводородных газов от сероводорода включает жидкофазное окисление поглощенного алканоламинами сероводорода в присутствии углеводородного растворителя. В качестве растворителя используется бензиновая, или керосиновая, или дизельная фракция. В качестве катализатора используют гетерогенный катализатор окисления сернистых соединений на полипропиленовом носителе КСМ-Х, в состав которого входит дихлорфталоцианин кобальта и оксиды металлов переменной валентности. Сероводород в процессе окислительной регенерации алканоламинов превращается в элементную серу. Изобретение обеспечивает возможность проведения регенерации водных растворов сероводородсодержащих алканоламинов при более низких температурах с образованием безвредной элементарной серы. 1 табл., 12 пр.

Наверх