Способ очистки углеводородных газов от кислых примесей

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И. IlATEHTY (21) 2704704/23-26 (22) 28.12. 78 (31) 865732 (32) 29 12 77 (33) США (46) 15.09.83. Бюл. N 34 (72) Кеннет Фрэнсиз Батвелл и .Даниел

Джон Кыюбек (США) (71) Юнион Карбид Корпорейшн (CHIA) (53) 66.074.371(088.8) (56) 1. Коуль А.Л., Ризенфельд Ф.С.

Очистка газа. М., "Недра", 1968, с. 108-.109.

2. Семенова T. А., Лейтес И. Л.

Очистка технологических газов. М,, 1969, с. 129- 134 (прототип), (54)(57) СПОСОБ ОЧИСТКИ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ГАЗОВ ОТ КИСЛЫХ ПРИМЕСЕЙ, awe;,SU„„1 4 А 51) В 01 0 53/14 чающий подогрев газовой смеси, ее контактирование с водным раствором алканоламина при 40-70 С под давленио ем, отделение насыщенного раствора поглотителя, нагрев его до 75-100 С, о подачу нагретого раствора в испаритель, в котором происходит мгновенный сброс давления и выброс части кислых примесей в атмосферу, подачу раствора поглотителя в отпарную колонну при 93-115 С для регенерации с последующим. возвратом его на стадию контактирования, .о т л и ч à IO щ и йс я тем, что, с целью снижения энергозатрат, после стадии контактирования от 50 до 1004 насыщенного погло- I тителя выводят из процесса, охлажо дают до З7-8з С и возвращают иа стадию контактирования.

Изобретение относится к способам удаления кислых примесей из технологических газов.

Известен способ очистки газов от двуокиси углерода путем абсорбции щелочными солями мышьяковистой кислоты t1) .

Недостатком этого способа является использование в качестве абсорбента токсичных реагентов, что услож- 10 няет его эксплуатацию.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ очистки углеводородных газов от кислых ком- 15 понентов, включающий подогрев газовой смеси ее контактирование с водным

1 о раствором алканоламина при 40-70 С под давлением 10- 12 ати, отделение насыщенного раствора поглотителя, 2О нагрев его до 75- 100 С, подачу наО гретого раствора в испаритель, в ко-. тором происходит мгновенный сброс давления и выброс части кислых примесей в атмосферу, подачу раствора 25 поглотителя в отпарную колонну при

93-115 С для регенерации с после0 дующим возвратом его на стадию контактирования (21.

Недостаток известного способа - по-щ0 вышенные расходы энергозатрат уа процесс, составляющие 30,5 ккал/кг моль.

Целью изобретения является снижение энергозатрат на процесс.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу очистки углеводородных газов от кислых примесей, включающему подогрев газовой смеси, ее контактирование.с водным раствором алканоламина при 40-70ОС под давлением, отделение насыщенного раствора поглотителя, нагрев его до 75" 100 С, 0 подачу нагретого раствора в испаритель, в котором происходит мгновенный сброс давления и выброс части кислых примесей в атмосферу, подачу раствора поглотителя в отпарную колонну при

93- 115 С для регенерации с последуюо щим возвратом его на стадию контактирования, после стадии контактирования

50 от 50 до 100 насыщенного поглотителя выводят из процесса, охлаждают до

57-85 С и возвращают на стадию кон.тактирования.

Пример. Основные принципы изобретения воплощены в системе укаэанного типа с применением 35 вес.Ф раствора МЭА (моноэтаноламина) в качестве абсорбента. Расход потока

1042603 2 поступающего газа Й133 кг-моль/ч, из которых 1089 кг-моль/ч приходится на COZ, и этот гаэ поступает в контактор при 65,6 С. Поток вводного газа насыщают водой; давление контактирования 25,3 ати. Для облегчения сопоставления изобретения с различными другими системами на эквивалентной основе приближение загрузки обогащенного раствора паром к равновесному поддерживается постоянным на уровне около 873. Расход раствора составляет 8706 л/мин, его вводят в контактор при 40,6 С при загрузке о обедненного раствора, составляющей

0,21 моль СО2 на 1 моль амина. Частично загруженный углекислым газом раствор МЭА пропускают через проме,о жуточный холодильник при 71,1 С, а затем через контактор в том месте, где загрузка обогащенного раствора была повышена до 0,56 моль COZ Ha:

1 моль амина. Температура раствора

D. на выходе контактора 57,2 С, а содержание СО2 в отводимом газе снижается до 100 ч./млн, Промежуточный холодильник требует для охлаждения частично загруженного раствора МЭА отвода 11,8 млн.ккал/ч при расходе охлаждающей воды около 11920 л/мин.

Обогащенный раствор амина пропускают в теплообменник при 57,2 С и выводят при - 800 С соответственно. РециклиQ, зуемый обедненный раствор амина поступает при 86,7 С и выходит при

64,4 C„ Затем раствор пропускают в испарительный резервуар и испаряют да давления 0,0 ати, Температура обогащенного раствора снижается с 80,0 до 73,9 С в результате мгновенного о испарения, в результате чего отделяют 167 кг-моль/ч СО . Содержание

СО2 в обогащенном растворе тем самым снижается с 1742 до 1574 кг-моль/ч, Затем раствор пропускают во второй теплообменник, где обогащенный раствор амина нагревают до 110,0 С о путем рециклизации обедненного амина, о который поступает при 121,1 С и выходит при 86,7 С.

Обогащенный раствор пропускают в о отпарную колонну при 110,0 С„Здесь требуется 23,9 тыс. ккал/кг-моль СО2 для отпаривания обогащенного углекислым газом потока амина с 1574 до

653 кг-моль СО2/ч. Можно достичь некоторого улучшения как с точки зрения теплоэнергетического снабжения, так и с точки зрения эксплуатационных

3 1042603 4 издержек (30,6 тыс. ккал/кг-моль и, новесности. Эффект может быть до" коэффициент приведенных эксплуатацион. полнительно усилен за счет повышения ных издержек = 1,0; до 11,6 тыс. загрузок обедненного раствора и в ккал/кг-моль и коэффициент = 0,94), результате улучшения термодинамики

Это достигается путем повышения 5 работы отпарной колонны. Для этого загрузки обогащенного раствора эа . 50-100i насыщенного по С02 моносчет применения промежуточного холо- этаноламина выводят из процесса и дильника, т.е. при более низкой тем" охлаждают до 75ОС, а затем возвращают пературе обогащенного раствора пре- . на стадию контактирования. доставляется возможность достижения 10 В таблице представлены сравнительболее высоких загруэок обогащенного . ные данные процессов по способу-протораствора для сохранения той же рав- типу и предложенному.

Известный способ очистки

Предлагаемый . способ. (промежуточное охлаждение + испарение) Известный способ с

Известный способ очи ст ки+испа ре ние

Показатели промежуточным

t охлажде- нием

Загрузка обогащенного раствора

0,50 0,50

0,56

0,56

0,50

Загрузка обедненного раствора

0,21

87,5

26,553

0,21

87,5

- 23,720

О, 15 0,21

87,5 87,5

27,275 25,553

0,15

87,5

30,553

Равновесность, ккал/кг-моль

4535 5593 5573,(апиталовложения, тыс.долл.

6154

5523

Издержки по теплоэнергоснабжению, тыс.долл/год

3520 3159 2996

2708

3028

Эксплуатационные издержки, тыс.долл./год

4427 4278 . 4151

4133

3939

Коэффициент капитальных затрат

1,2З „1,27

1,36

1,22

1,0

Коэффициент теплоэнергетических затрат

0,90 0,85

0,86

0,77

1,0

Коэффициент приведенных эксплуатационных издержек

0,97 0 94

0,89

0,93

1,0

Данный способ позволяет снизить энергозатраты на процесс с 30,5 до

23,7 ккал/кг моль, т .е íà 25««30>, Использование стадии промежуточного охлаждения насыщенного поглоти« теля способствует повышению эффек6

1042603

Составитель Е. Корниенко

Редактор М. Дылын Техред И,Тапер Корректор 0 ° Билак

Тираж 688 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква; Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Заказ 7152/59

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 тивности стадии мгновенного испарения поглотителя за счет снижения ограничений по равновесности, что допускает более высокие загрузки на выпуске абсорбера. Применение промежу" 5 точного охлаждения позволяет также повысить загрузку насыщенного раствора в абсорбер. Именно наличие преимуществ как в части интенсификации стадии промежуточногоохлаждения,так и повышения загрузки абсорбера позволяет снизить энергоэатраты на процесс.