Установка для регенерации метанола из насыщенного водой раствора с большим содержанием механических примесей и солей

Авторы патента:


 

Полезная модель относится к процессам выделения метанола из воды и может быть использовано при подготовке природного газа к переработке с целью предотвращения гидратообразования, а именно, для извлечения метанола из водометанольных растворов с высоким содержанием механических примесей и солей. Установка для регенерации метанола из водометанольного раствора (BMP) содержит выпарную колонну 1, верхняя часть которой соединена через аппарат 4 воздушного охлаждения с сепаратором 2 (блоком сепараторов), выход которого для BMP соединен с входом питания ректификационной колонны 3. С верхней частью ректификационной колонны 3 последовательно соединены аппарат 9 воздушного охлаждения, рефлюксная емкость 8 и насос 6, выход которого соединен с входом орошения ректификационной колонны 3 и с линией отвода метанола. Кубовая часть ректификационной колонны 3 соединена с циркуляционным контуром, включающим огневой подогреватель 5. Полезная модель благодаря предварительному выпариванию BMP позволяет в 2-3 раза сократить межремонтный пробег установок регенерации метанола из насыщенных водой растворов с большим содержанием механических примесей и солей.

Полезная модель относится к процессам выделения метанола из воды и может быть использовано при подготовке природного газа к переработке с целью предотвращения гидратообразования, а именно, для извлечения метанола из водометанольных растворов с высоким содержанием механических примесей и солей.

В ходе подготовки природного газа на месторождениях появляется значительное количество отработанного водометанольного раствора. С целью извлечения метанола из отработанного водометанольного на месторождениях сооружаются установки регенерации, в большинстве случаев представляющих собой колонну ректификации с буферными емкостями, огневыми подогревателями и холодильниками. Однако в случае значительного содержания в отработанных водометанольных растворах механических примесей традиционные установки значительно снижают свою эффективность ввиду образования отложений на греющих поверхностях и контактных устройствах.

Известен блок регенерации метанола из насыщенного водой раствора (RU 2496558 C1, опубликовано 27.10.2013 и RU 2493902 C1, опубликовано 27.09.2013), который подачу насыщенного водой раствора метанола через теплообменник и противонакипное устройство в среднюю часть ректификационной колонны и подачу в нижнюю часть ректификационной колонны из испарителя газообразной среды для разделения смеси метанола и воды с последующим сбором регенерированного метанола. При этом блок регенерации включает объединенные в один вертикальный агрегат испаритель и ректификационную колонну, и в качестве испарителя используют тепловую трубу, в которой расположена греющая труба. Установка обеспечивают уменьшение соляных отложений на поверхности труб, однако не решает проблему удаления механических примесей из BMP.

Наиболее близким к предложенному является установка для регенерации метанола из водометанольного раствора, которая содержит дегазатор, разделитель, выветриватель, буферную емкость BMP, насос подачи BMP, клапан-регулятор температуры, акустические излучатели, блок регенератора со встроенным теплообменником, блок фильтров, ректификационную колонну, воздушный холодильник, емкость накопления рефлюкса, насос подачи орошения, разделитель-отстойник промстоков. В кубе колонны ректификации установлен гравитационный разделитель с отводом конденсата колонны для поддержания постоянного уровня конденсата на и вывода накапливающегося конденсата в систему сбора и подготовки конденсата. Над гравитационным разделителем установлена отбойная пластина. Буферная емкость BMP выполнена с теплообменником, а блок регенератора выполнен с испарителем для доотпарки метанола после его выхода из колонны ректификации (RU 2465949 C2, опубликовано 10.11.2012). Установка осуществляет дегазацию BMP, отделение из BMP свободного конденсата, нагрев BMP в блоке регенератора и регенерацию метанола из BMP в ректификационной колонне с массообменными тарелками, охлаждение паров метанола в холодильнике и их конденсацию с последующим сливом в емкость накопления рефлюкса, подачей накопленного метанола на орошение в ректификационную колонну и сливом избытка метанола на склад, при этом BMP после отделения свободного конденсата подают в буферную емкость, в которой BMP нагревают до температуры от 20°C до 40°C и отстаивают до разрушения тонкодисперсной эмульсии типа «конденсат в воде» и выпадения механических примесей, причем объем буферной емкости назначают из требования выполнения условий разрушения не менее 50% эмульсии и обеспечения стабильности ведения процесса ректификации.

Известная установка обеспечивают отделение механических примесей, но не предусматривает отделения солей из BMP. Соли, попадая с потоком исходного BMP в колонну регенерации, откладываются на ее контактных устройствах (тарелках), забивая их рабочие отверстия, что становится причиной выхода аппарата из строя. Недостатком установки является снижение эффективности регенерации метанола при значительном содержании в исходном BMP механических примесей и солей.

Задачей полезной модели является повышение эффективности регенерации метанола за счет увеличения межремонтного периода эксплуатации оборудования при значительном содержании в исходном BMP механических примесей и солей.

Задача решается установкой для регенерации метанола из водометанольного раствора (BMP), содержащей сепаратор или блок сепараторов, соединенный с входом питания ректификационной колонны, выход которой для паров метанола через охлаждающий аппарат и рефлюксную емкость соединен с насосом, выход которого соединен с входом орошения ректификационной колонны и с линией отвода метанола, а кубовая часть ректификационной колонны соединена с циркуляционным контуром, включающим подогреватель, которая согласно изобретению снабжена выпарной колонной, выход которой для паров соединен через охлаждающий аппарат с входом сепаратора или блока сепараторов, а выход сепаратора или блока сепараторов для газа через компрессор и подогреватель соединен с нижней частью выпарной колонны с образованием циркуляционного контура.

Кроме того, выход сепаратора или блока сепараторов для газа соединен с входом подогревателя для топлива.

Кроме того, выход сепаратора для газа соединен с входом подогревателя для топлива.

Кроме того, циркуляционный контур соединен с линией подачи свежего природного газа.

Кроме того, кубовая часть ректификационной колонны соединена через насос с системой форсунок, установленных в выпарной колонне над контактными элементами.

Техническим результатом полезной модели является обеспечение предварительного удаления из исходного BMP механических примесей и солей до подачи BMP на дегазацию и ректификацию.

На чертеже приведена схема предложенной установки.

Установка для регенерации метанола из водометанольного раствора (BMP) содержит выпарную колонну 1, верхняя часть которой соединена через аппарат 4 воздушного охлаждения с сепаратором 2 (или блоком сепараторов), выход которого для BMP соединен с входом питания ректификационной колонны 3. С верхней частью ректификационной колонны 3 последовательно соединены аппарат 9 воздушного охлаждения, рефлюксная емкость 8 и насос 7, выход которого соединен с входом орошения ректификационной колонны 3 и с линией отвода метанола. Кубовая часть ректификационной колонны 3 соединена с циркуляционным контуром, включающим огневой подогреватель 5.

Выход сепаратора 2 (или блока сепараторов) для газа через компрессор 6 и огневой подогреватель 10 соединен с нижней частью выпарной колонны 1 с образованием циркуляционного контура. Выход сепаратора 2 для газа также соединен с входом огневого подогревателя 10 для топлива. Циркуляционный контур перед огневым подогревателем 10 соединен с линией 12 подачи свежего природного газа.

В случае использования блока сепараторов 2 в нем последовательно соединены сепаратор грубой очистки, который отделяет основную массу BMP, и сепаратор тонкой очистки циклонного типа с каплеотбойными насадками.

Кроме того, кубовая часть ректификационной колонны 3 соединена посредством насоса 11 с системой форсунок, установленных в выпарной колонне 1 над контактными элементами.

Установка работает следующим образом.

Исходный BMP с большим содержанием механических примесей и солей поступает выпарную колонну 1. В нижнюю часть выпарной колонны 1 подается нагретый до 140-200°C природный газ. За счет нагрева природным газом исходного BMP, а также за счет восходящего газового потока метанол и частично вода выпариваются, проходят через расположенные в верхней части выпарной колонны 1 каплеотбойные устройства и поступают в аппарат 4 воздушного охлаждения. После охлаждения до температуры конденсации метанола и воды (20-50°C), образующаяся парожидкостная смесь направляется в сепаратор (блок сепараторов) 2.

Из сепаратора (блока сепараторов) 2 основная часть осушенного газа направляется на прием компрессора 6 и далее через огневой подогреватель 10 в выпарную колонну 1.

С целью предотвращения накопления в контуре циркуляции природного газа вредных примесей, часть природного газа после блока сепараторов 2 направляется в качестве топливного газа в огневой подогреватель 10. Подпитка природным газом осуществляется на прием или нагнетание компрессора 6 в зависимости от входного давления свежего газа.

Концентрированный BMP без механических примесей и с незначительным содержанием солей из блока сепараторов 2 подается на ректификацию в колонну 3. В качестве дистиллята из ректификационной колонны 3 отводится регенерированный метанол. Часть метанола подается в качестве орошения в колонну 3, а балансовое количество отводится на склад.

Подвод тепла в ректификационную колонну 3 осуществляется за счет циркуляции кубового продукта через огневой подогреватель 5.

Балансовое количество водного раствора из куба ректификационной колонны 3 насосом 7 через систему форсунок подается в выпарную колонну 1 для размывки остатка механических примесей на контактных устройствах и снижения вязкости образовавшихся промышленных стоков.

Промышленные стоки из выпарной колонны 1, содержащие соли и механические примеси, направляются на утилизацию.

Данная схема благодаря предварительному выпариванию водометанольного раствора позволяет в 2-3 раза увеличить межремонтный пробег установки регенерации метанола.

1. Установка для регенерации метанола из водометанольного раствора (BMP), содержащая сепаратор или блок сепараторов, соединенный с входом питания ректификационной колонны, выход которой для паров метанола через холодильник и рефлюксную емкость соединен с насосом, выход которого соединен с входом орошения ректификационной колонны и с линией отвода метанола, а кубовая часть ректификационной колонны соединена с циркуляционным контуром, включающим подогреватель, отличающаяся тем, что снабжена выпарной колонной, выход которой для паров соединен через охлаждающий аппарат с входом сепаратора.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что выход сепаратора или блока сепараторов для газа через компрессор и подогреватель соединен с нижней частью выпарной колонны с образованием циркуляционного контура.

3. Установка по п. 2, отличающаяся тем, что выход сепаратора или блока сепараторов для газа соединен с входом подогревателя для топлива.

4. Установка по п. 2, отличающаяся тем, что циркуляционный контур соединен с линией подачи свежего природного газа.

5. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что кубовая часть ректификационной колонны соединена через насос с системой форсунок, установленных в выпарной колонне над контактными элементами.

РИСУНКИ



 

Похожие патенты:
Наверх