Способ осушки и очистки природного газа от жидких углеводородов

 

Изобретение относится к адсорбционным процессам и может найти применение в газовой, нефтехимической и других отраслях промышленности для процессов осушки :и отбензинивания газов. Цель изобретения - увеличение степени очистки и механической прочности сорбента. Адсорбцию предложено проводить на отработанном в процессе демеркаптанизации газа цеолите, предварительно измельченном с добавлением 10-15 мае. % бентонитовой глины, гранулированном и термообработанном при температуре 400-500°С. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (Ф9) (! !) (sa)s В 01 О 53/02, 53/26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 . (54) СПОСОБ ОСУШКИ И ОЧИСТКИ ПРИРОДНОГО ГАЗА ОТ ЖИДКИХ УГЛЕВОДОРОДОЕ (21) 4799978/26 (22) 13.12.89 (46) 15.02.92. Бюл. hh 6 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт по подготовке к транспортировке и переработке природного газа (72) Э. М. Али-заде, Ф. М. Оруджев, О. М.

Ходжаев, Э. В. Пыльник, A. Н, Вшивцев и

Г. H. Мамедов (53) 66.074;3(088.8) (56) Кельцев Н. В. Основы адсорбциомн©й техники. М.: Химия, 1984, с. 324-361. (57) Изобретение относится к адсорбционным процессам и может найти применение в газовой, нефтехимической и других отраслях промышленности для процессов осушки и отбензинивания газов. Цель изобретения — увеличение степени очистки и механической прочности сорбента. Адсорбцию предложено проводить на отработанном в процессе демеркаптанизации газа цеолите, предварительно измельченном с добавлением 10-15 мас. $ бентонитовой глины, гранулированном и термообработанном при температуре 400-500 С. 1 табл. зов. широко применяемым в нефтехимичес- высокой их стоимостью. кой, газовой, нефтяной, электронной про- . Цельизобретения-увеличениестепени мышленности, приборостроении и других очистки природного газа от жидких углевоотраслях народного хозяйства, в. частности . дородов

Поставленная цель достигается способом осушки природного газа путем адсорбции влаги и углеводородов на цеолитсопри осушке природных и попутных газ@в, воздуха, инертных газов и т.п.

Наиболее близким к предполагееиФеюу по технической сущности и достигаемому - держащемсорбентеспоследующей регенерезультату является способ осуаки иетбйи- . рацией насыщенного сорбента продувкой зинивания газа путем адсорбции вам и - частью осушенного газа при 320 350 С, в углеводородов на синтетических цветах aetepîì в качестве сорбента-используют оттипа А и Х при 20-40 С и давлении 40-50 феботанный в процессе адсорбции меркапкгк/см с последующей регенерацией наФМ- танов цеолит йаХ с содержанием кокса 8-10 щенного цеолита продувкой осушенным га- мас.ф, предварительно измельченный с дозом при 320-350 С. При этом точка росы бавлением 10-15 мас.$ бентонита, грану кушенного газе достигает(-60} +65) С. лированный и термообработанный при

Однако способ характеризуется недо- 400-5000С. статочно высокой адсорбционной способ- Данный способ позволяет при сохраненестью цеолита по углеводородам, . нии глубины осушки газа в интервале(-65)Изобретениеотносится кпроцессамад- составляющей 60-65 мг/см, низкой мехасорбционной осушки и отбензинивания га-: нической прочностью, а также относительно

1711954 (-70)ОС увеличить адсорбционную способность цеолита по жидким углеводородам (на примере гептана) от 60-65 до 80-90 мг/см, 3 а также его механическую прочность с 0,650,7 до 0,9-1,0 кгс/мм .

При проведении экспериментальных исследований установлено, что адсорбированные в процессе демеркаптанизации природного газа цеолитом NaX амины, гликоли и углеводороды во время высокотемпературной регенерации десорбируются не полностью и, постепенно накапливаясь на

его поверхности, снижают адсорбционную емкость по влаге и глубину осушки газа.

Кроме того, механическая прочность синтетического цеолита NaX не превышает 0,65 кгс/см и при его эксплуатации в адсорбцион ных процессах, где давление в адсорбере составляет 5,0-6,0 МПа, наблюдается его интенсивное измельчение.

При осуществлении процесса высокотемпературной термообработки при 400500 С отработанного цеолита, подвергнутого переработке по предлагаемому способу, наблюдается выгорание оставшейся на поверхности цеолита части неадсорбированных углеводородов с образованием вторичных пор, которые способствуют увеличению адсорбционной способности цеолита по жидким углеводородам (например, по гептану), а добавлением 10 — 15 мас. бентонитовой глины приводит к увеличению механической прочности цеолита.

Такой механизм образования вторичных пор на поверхности цеолита не противоречит существующим положениям, а увеличение его адсорбционной способности по углеводородам за счет образования кокса объясняется формированием на поверхности цеолита углеводородного адсорбента.

При проведении экспериментальных исследований также установлено, что для получения положительного эффекта в части увеличения адсорбционной способности по жидким углеводородам (на примере remaна) необходимо использование именно отработанного цеолита типа ИаХ с содержанием коксовых отложений 5-8 мас., измельченного с добавлением 10-15 мас.$ бентонитовой глины, отгранулированного и подвергнутого воздействию температур 400-500 С. Эти признаки являются строго необходимыми для эффективного проведения процесса осушки и отбензинивания.

Так, при использовании других типов цеолитов (например, NaA, СаА) адсорбция жидких углеводородов практически не происходит; так как адсорбционная способность исходного образца по углеводородам низка. При использовании менее 10 бентонитовой глины увеличение механической прочности незначительно, а добавление в

5 состав цеолита более 15 глины приводит к ухудшению его сорбционных свойств.

Увеличение температуры термообработки гранулированного цеолита выше

500 С может привести к разрушению его каркаса, а при температуре ниже 400 С не

10 достигается необходимая прочность адсорбен та.

Использование цеолита с содержанием кокса до 5 не приводит к заметному улучшению адсорбционных свойств по углево15 дородам, а увеличение содержания коксовых отложений на поверхности цеолита свыше 8% практически невозможно.

Пример 1. 90 r отработавшего в процессе демеркаптинизации газа цеолита с. содержанием коксовых отложений 5 мас. o и 10 r бентонитовой глины измельчают до тонины 50 мкм перемешивают до получения однородной массы, проводят

25 грануляцию и последующую термообработку полученных гранул при 400 С. Полученные гранулы цеолита загружают в реактор и через него пропускают природный гаэ, содержащий пары воды и жидких углеводоро30 дов, при 20-25ОС и линейной скорости 0,15 м/с, Адсорбцию проводят до насыщения цеолита парами воды„которое определяется по увеличению точки расы осушенного газа.

35 При этом активность цеолита по жидким углеводородам (на примере гептана) составляет 82 мг/см, а его механическая прочность 0,9 кгс/см .

После адсорбции проводят регенера40 цию цеолита при 350 С и продукты десорбции собирают в ловушку, охлажденную до -30 С.

Далее цеолит подключают на адсорбцию и осушку продолжают до проскока вла45 ги за слой цеолита.

Остальные примеры сведены в таблицу и осуществляются по методике примера 1.

Из таблицы следует, что вне предлагаемых числовых интервалов снижается адсор50 бционная способность цеолита по жидким углеводородам, либо его механическая прочность, что приводит к ухудшению показателей технологического процесса в целом.

55 Адсорбент, получаемый иэ производст венного отхода по указанной методике, прошел лабораторные исследования в течение года. При этом его активность по гептану упала всего на 6 от начальной, а механическая прочность оставалась на исходном, 1711954

Формула изобретения

Способ осушки и очистки природного газа от жидких углеводородов, включающий их адсорбцию на цеолитсодержащем сорбенте с

5 последующей регенерацией насыщенного сорбента. отличающийся тем, что. с целью увеличения степени очистки, в качестве последнего используют отработанный в процессе адсорбции меркаптанов цеолит

10 NaX с содержанием кокса 5-8мас,g. предварительно измельченный с добавлением 1015 (» бентпнита, гранулированный и термообработанный при 400-500 С. уровне. При идентичных условиях активность свежего цеолита NaX после 4 мес упала на 24ф. а механическая прочность составила 0,58 кгс/мм2.

Экономический эффект от внедрения предлагаемого способа, складывается иэ улавливания жидких углеводородов, уносимых газом, с дальнейшим их использованием в народном хозяйстве, а также увеличение срока службы адсорбента эа счет сохранения его высокой механической прочности.

Со е жание мас.

Адсорбционная способность по гептан, мг/см

Механическая прочность, кгс/мм.Точка росы газа, С

Температура формов0С связующего

Опыт кокса

Наблюдается частичное разрушение кристаллического ка каса еолита

550 — 65 — 67 — 63

18

0,88

0,63

1,0

68

11

12

Известный

4

450, 450

450

0.6 — 0,7

60 — 65

Составитель 3;Али-Заде

Редактор M.Íåäîëóæåíêî Техред М.Моргентал Корректор А.Осауленко

Заказ 488 Тираж .. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Предлагаемый 1

3

5

7

350

5

6,5

8,0

8,0

8,0

8,0

1Î

1 2

82

89

87

0.9

0,9

0,9

0.88 .0,88

0,95

1,0

0,68 — 65 — 65 — 67 — 65 — 65 — 65 — 65 — 65