Способ нейтрализации газа с промывкой углеводородов, десорбированных в процессе регенерации растворителя
Формула / Реферат
Изобретение касается способа нейтрализации природного газа путем введения его в контакт с растворителем на двух последовательно расположенных участках для удаления кислотообразующих соединений, таких как двуокись углерода (СО2) и/или сероводород (H2S), а затем удаления содержащих серу соединений, таких как меркаптаны, сероокись углерода (COS) и/или сероуглерод (CS2). В данном изобретении предлагается промывать газообразные углеводороды, десорбированные в процессе снижения давления растворителя, поступающего с первого участка поглощения, при помощи растворителя, поступающего со второго участка поглощения.
Текст
КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(57) Изобретение касается способа нейтрализации природного газа путем введения его в контакт с растворителем на двух последовательно расположенных участках для удаления кислотообразующих соединений, таких как двуокись углерода (СО 2) и/или сероводород (2), а затем удаления содержащих серу соединений, таких как меркаптаны, сероокись углеродаи/или сероуглерод (2). В данном изобретении предлагается промывать газообразные углеводороды, десорбированные в процессе снижения давления растворителя, поступающего с первого участка поглощения, при помощи растворителя, поступающего со второго участка поглощения.(73) ЭНСТИТЮ ФРАНСЕ ДЮ ПЕТРОЛЬ(54) СПОСОБ НЕЙТРАЛИЗАЦИИ ГАЗА С ПРОМЫВКОЙ УГЛЕВОДОРОДОВ, ДЕСОРБИ 13329 Предлагаемое изобретение касается способов нейтрализации природного газа путем введения его в контакт с растворителем на двух последовательно расположенных участках для удаления кислотообразующих соединений, таких как двуокись углерода(СО 2) и/или сероводород (2), а затем удаления содержащих серу соединений, таких как меркаптаны, сероокись углеродаи/или сероуглерод(2). В данном изобретении предлагается способ промывки углеводородов, десорбированных в процессе регенерации растворителя. В патенте 2.600.554 предлагается технология, приспособленная для удаления содержащих серу соединений, загрязняющих природный газ, уже насыщенный двуокисью углерода СО 2 и/или сероводородом 2. Принцип этой технологии состоит в использовании двух участков поглощения. На первом участке поглощения двуокись углерода СО 2 и/или сероводород 2 отводятся при помощи полностью регенерированного растворителя. Эксплуатационные условия на этом участке определяются таким образом, чтобы устранить преобладающую часть двуокиси углерода СО 2 и/или сероводорода 2. Полученный таким образом газ всегда оказывается насыщенным содержащими серу соединениями. Затем этот газ направляется на второй участок поглощения, на котором он вводится во взаимодействие с растворителем того же характера, что и растворитель, используемый на первом участке поглощения. Этот второй участок поглощения функционирует под давлением, идентичным, с точностью до потерь давления тому давлению, которое используется на первом участке поглощения, но при более низкой температуре таким образом, чтобы создать условия, благоприятствующие поглощению содержащих серу соединений. В патенте 2.600.554 предлагается раздельная регенерация двух фракций растворителя, поступающих с двух упомянутых участков поглощения. Растворитель, поступающий с первого участка поглощения, подвергается дросселированию с целью высвобождения совместно поглощенных углеводородов и для удаления фракции поглощенных кислотообразующих газов. Растворитель, частично регенерированный в результате этого дросселирования,вводится затем в обычную колонну регенерации. При этом кислотообразующие газы десорбируются и собираются в головной части этой колонны регенерации. Этот полностью регенерированный растворитель направляется затем в баллон накопления,обеспечивающий питание обоих упомянутых участков поглощения. Растворитель, поступающий со второго участка поглощения, регенерируется только путем его дросселирования в той мере, в какой он насыщен, в основном, содержащими серу соединениями. При этом данный растворитель предпочтительным образом подвергается нагреванию перед его дросселированием. Полученный таким образом регенерированный растворитель затем направляется в баллон накопления, обеспечивающий питание обоих участков поглощения. При этом обе газообразные фракции, полученные в процессе упомяну 2 того дросселирования двух этих фракций растворителя, поступающих с двух участков поглощения, затем смешиваются между собой. Однако регенерация поглощающего раствора в соответствии с упомянутым выше патентом -2.600.554 имеет определенный недостаток. Действительно, в процессе дросселирования растворителя, поступающего с первого участка поглощения,высвобождается заметное количество кислотообразующих соединений (например, двуокиси углерода СО 2 и сероводорода 2) вместе с совместно поглощенными углеводородами. Полученный таким образом газообразный эфлюент обычно оказывается непригодным для использования, поскольку концентрация в нем кислотообразующих соединений превышает существующие технические условия,ограничивающие его возможное использование в качестве горючего газа или его предложение на рынок. Цель данного изобретения состоит в том, чтобы предложить способ обработки, предназначенной для освобождения упомянутого газообразного эфлюента от кислотообразующих соединений. Поскольку в данном случае известно, что речь идет об удалении двуокиси углерода СО 2 и/или сероводорода 2, присутствующих в рассматриваемом газообразном эфлюенте, классические способы,один из примеров которых приведен в патенте ЕРВ-021.479, предлагают промывку такого газообразного эфлюента путем введения его в контакт с полностью регенерированной фракцией растворителя. Эта классическая конфигурация приводит, следовательно, к увеличению общего расхода растворителя и к увеличению расхода топливно-энергетических ресурсов, необходимых для регенерации поглощающего растворителя. В рамках способа, использующего два участка поглощения для того, чтобы обработать природный газ, насыщенный двуокисью углерода СО 2 и/или сероводородом 2, а также меркаптанами, сероокисью углеродаи/или сероуглеродом 2, в данном изобретении предлагается промывать газообразные углеводороды, десорбированные в процессе снижения давления растворителя, поступающего с первого участка поглощения, при помощи растворителя, поступающего со второго участка поглощения. Предлагаемое изобретение касается способа нейтрализации природного газа, насыщенного кислотообразующими соединениями и содержащего, по меньшей мере, соединения, входящие в группу, образованную двуокисью углерода и сероводородом, а также насыщенного соединениями, содержащими серу и включающими, по меньшей мере, одно из соединений, входящих в группу, образованную меркаптанами, сероокисью углеродаи сероуглеродом 2, содержащего следующие этапы а) упомянутый природный газ вводят во взаимодействие с регенерированным растворителем на участке первичного поглощения для получения газа,обедненного кислотообразующими соединениями, и 13329 растворителя, насыщенного кислотообразующими соединениями и содержащего углеводороды) вводят упомянутый газ, относительно бедный кислотообразующими соединениями, во взаимодействие с регенерированным растворителем для получения газа, обедненного кислотообразующими соединениями и соединениями, содержащими серу, и растворителя, насыщенного соединениями, содержащими серу) осуществляют снижение давления, по меньшей мере, одной первой фракции упомянутого растворителя, насыщенного кислотообразующими соединениями и содержащего углеводороды, для получения газообразного эфлюента, содержащего углеводороды и кислотообразующие соединения, а также растворителя, насыщенного кислотообразующими соединениями и освобожденного от углеводородов) упомянутый газообразный эфлюент, содержащий углеводороды и кислотообразующие соединения, вводят во взаимодействие с, по меньшей мере, одной первой фракцией упомянутого растворителя, насыщенного соединениями, содержащими серу, для получения газа, содержащего углеводороды и соединения, содержащие серу, и освобожденного от кислотообразующих соединений, и растворителя, насыщенного кислотообразующими соединениями. Способ в соответствии с предлагаемым изобретением также может содержать, по меньшей мере,один из следующих этапов е), ) или ), а именно) осуществляют дистилляцию упомянутого растворителя, насыщенного кислотообразующими соединениями и освобожденного от углеводородов,поступающего с этапа с), и упомянутого растворителя, насыщенного кислотообразующими соединениями и поступающего с этапа ), для получения газа, содержащего кислотообразующие соединения,и регенерированного растворителя, который снова возвращается в технологический цикл на, по меньшей мере, один из упомянутых этапов а) и )) осуществляют дистилляцию в колонне дистилляции упомянутого растворителя, насыщенного кислотообразующими соединениями и освобожденного от углеводородов, поступающего с этапа с), и упомянутого растворителя, насыщенного кислотообразующими соединениями и поступающего с этапа ), для получения газа, содержащего кислотообразующие соединения, и получения, на некотором промежуточном уровне упомянутой колонны дистилляции, располагающемся между головной частью и донной частью этой колонны, регенерированного растворителя, который снова возвращается в технологический цикл, по меньшей мере, на этап) осуществляют снижение давления упомянутого растворителя, насыщенного кислотообразующими соединениями и освобожденного от углеводородов, поступающего с этапа с), для получения газа,насыщенного кислотообразующими соединениями,и растворителя, обедненного кислотообразующими соединениями. Если способ в соответствии с предлагаемым изобретением содержит этап ), то этот способ может также содержать и этап ), а именно) осуществляют дистилляцию, в колонне дистилляции, по меньшей мере, одной первой фракции упомянутого растворителя, обедненного кислотообразующими соединениями и поступающего с этапа), и упомянутого растворителя, насыщенного кислотообразующими соединениями, для получения газа, содержащего кислотообразующие соединения,и регенерированного растворителя, который снова возвращается в технологический цикл, по меньшей мере, на этапы а) и ). Если способ в соответствии с предлагаемым изобретением содержит этап ), то этот способ может также содержать и этап ), а именно) вводят упомянутый газ, насыщенный кислотообразующими соединениями и поступающий с этапа ), в упомянутую колонну дистилляции. Если способ в соответствии с предлагаемым изобретением содержит этап ), то этот способ может также содержать и этап ), а именно) вводят вторую фракцию упомянутого растворителя, обедненного кислотообразующими соединениями и поступающего с этапа ), в упомянутый участок первичного поглощения. Способ в соответствии с предлагаемым изобретением также может содержать независимым образом, по меньшей мере, один из этапов ), ), ) и ),а именно) осуществляют снижение давления второй фракции упомянутого растворителя, насыщенного содержащими серу соединениями и поступающего с этапа ), для получения газа и регенерированного растворителя, который затем снова возвращается в технологический цикл, по меньшей мере, на один из этапов а) и )) осуществляют охлаждение второй фракции упомянутого растворителя, насыщенного кислотообразующими соединениями и содержащего углеводороды, поступающего с этапа а), после чего упомянутую фракцию снова вводят в участок первичного поглощения) перед выполнением этапа а) вводят во взаимодействие, по меньшей мере, одну первую фракцию упомянутого природного газа с раствором метанола в воде для получения газообразной фракции,насыщенной метанолом и объединенной с оставшейся фракцией упомянутого природного газа, которая направляется на этап а) вместе с упомянутым природным газом) после выполнения этапа ) обеспечивают охлаждение упомянутого газа, относительно бедного кислотообразующими соединениями и соединениями, содержащими серу, для получения, по меньшей мере, одного раствора метанола в воде, который снова возвращается в технологический цикл на этап). Растворитель, используемый при осуществлении способа в соответствии с предлагаемым изобретением, может, в частности, состоять из водного раствора, содержащего метанол, и смеси амина и алканоламина, каждый из которых представлен в 3 13329 ноламина, каждый из которых представлен в этой смеси содержанием в диапазоне от 0 до 60 по массе растворителя, или из водного раствора, содержащего сульфолан, и смеси амина и алканоламина, каждый из которых представлен в этой смеси в диапазоне от 0 до 60 по массе растворителя. Предлагаемое изобретение позволяет промыть газовый эфлюент, полученный в результате снижения давления растворителя, поступающего из первого участка поглощения, потоком растворителя,который предварительно был использован в данном способе для поглощения соединений, содержащих серу. Таким образом, в данном случае промывка газообразного эфлюента не требует увеличения общего расхода растворителя, используемого при осуществлении предлагаемого способа. Другие характеристики и преимущества предлагаемого изобретения будут лучше поняты из приведенного ниже описания примера его реализации,проиллюстрированного приведенными в приложении фигурами, среди которых фиг. 1 представляет собой схематическое изображение способа в соответствии с предлагаемым изобретением фиг. 2 представляет собой схематическое изображение варианта реализации способа распределения регенерированного растворителя фиг. 3 представляет собой схематическое изображение варианта реализации способа регенерации фиг. 4 представляет собой схематическое изображение регенерации с двойным снижением давления, включенной в способ в соответствии с предлагаемым изобретением фиг. 5 представляет собой схематическую иллюстрацию способа усовершенствования функционирования колонны первичного поглощения фиг. 6 представляет собой схематическое изображение интеграции способа в соответствии с предлагаемым изобретением в способ дегидратации,нейтрализации и извлечения газолина. Любая технология, имеющая целью создать благоприятные условия для поглощения двуокиси углерода СО 2 и/или сероводорода 2 на участке первичного поглощения, будет отчетливо демонстрировать существенное значение конфигурации способа, предложенного в данном изобретении. Действительно, повышение количества двуокиси углерода СО 2 и/или сероводорода 2, поглощенных на участке первичного поглощения, приведет к повышению эффективности действия участка вторичного поглощения, предназначенного для удаления из газа содержащих серу соединений, не поглощенных на участке первичного поглощения. Такая технология будет приводить также к повышению концентрации двуокиси углерода СО 2 и/или сероводорода 2 в газообразном эфлюенте, полученном в результате снижения давления растворителя, поступающего с первого участка поглощения, и будет приводить к необходимости использования предлагаемого изобретения. 4 Способ в соответствии с предлагаемым изобретением может быть использован для нейтрализации газа, имеющего в своем составе двуокись углерода СО 2 и/или сероводорода Н 2 в заметных количествах, достигающих, например, 70 молярных процентов, а также содержащего некоторое количество меркаптанов, сероокиси углеродаи/или сероуглерода 2, которая может достигать нескольких молярных процентов. Подлежащий обработке газ может находиться под давлением в диапазоне от 1 МПа до 10 МПа. В то же время, этот газ может содержать в следовых количествах метанол или другие органические растворители, попадающие в него в результате предшествующей обработки этого газа. Предлагаемое изобретение может быть применено к растворителям, представляющим собой водный раствор одного или нескольких основных соединений, в частности, водный раствор одного или нескольких аминов (первичных, вторичных или третичных) или алканоламинов (первичных, вторичных или третичных), представляющих или нет значительный пространственный объем. Этот растворитель также может представлять собой смесь водного раствора одного или нескольких основных соединений с одним или несколькими органическими растворителями. В качестве примера можно упомянуть сульфолан, полиэтиленгликоли, чистые или в смеси с концентрацией, которая может иметь величину в диапазоне от 0 до 60 по массе. При этом данный растворитель будет представлять максимальное содержание амина или алканоламина на уровне 60 масс. Растворители физического характера, типа растворителей на основе метанола, полиэтиленгликоля или -метил-2-пирролидона также могут быть использованы при реализации способа в соответствии с предлагаемым изобретением. Классические растворители, которые используются, например, в способах, обозначенных следующими товарными знаками , , , и , составляют часть области применения предлагаемого изобретения. Исходя из упомянутого выше принципа, который заключается в том, что предпочтительной областью применения предлагаемого изобретения являются газы, в значительной степени насыщенные кислотообразующими газами, растворитель, используемый в соответствии с этим изобретением, благоприятным образом представляет собой смесь метанола, воды и тяжелого химического соединения,которая обладает способностью физического или химического поглощения двуокиси углерода СО 2 и/или сероводорода 2. Упомянутое тяжелое химическое соединение может представлять собой полярный растворитель типа диметилформамида. Это тяжелое химическое соединение также может представлять собой химический растворитель типа амина или первичного, вторичного или 13329 третичного алканоламина, или смесь этих последних растворителей. В качестве примера также можно упомянуть моноэтаноламин, диэтаноламин, диизопропаноламин, дигликольамин и метилдиэтаноламин. Данный растворитель будет представлять содержание метанола в диапазоне от 0 до 70 мас. и содержание амина в диапазоне от 0 до 60 мас.,и предпочтительно менее 50 мас. метанола и менее 40 мас. амина. Этот растворитель может содержать вместо амина алканоламин, содержание которого имеет величину в диапазоне от 0 до 60 мас. Наличие метанола предполагает интеграцию предлагаемого изобретения с классической технологией типа той, которая описана в патенте -2.743.083. Предлагаемый способ более подробно будет описан ниже со ссылками на схему, приведенную на фиг. 1. Подлежащий обработке газ, поступающий через трубопровод 1, насыщен кислотообразующими соединениями, а также соединениями, содержащими серу. При осуществлении унитарных операций, выполняемых перед участком нейтрализации, упомянутый газ в случае необходимости может быть насыщен метанолом. Этот газ вводится в донную часть участка первичного поглощения 2 через трубопровод 1. При этом газ вводится во взаимодействие с растворителем, подаваемым в головную часть данной реакционной колонны через трубопровод 6. Температура этого растворителя, поступающего через трубопровод 6, регулируется при помощи теплообменника 35. Эксплуатационные условия на участке 2 (давление, температура и расход растворителя) определяются таким образом, чтобы реализовать поглощение в достаточной степени двуокиси углерода СО 2 и/или сероводорода 2. Газ, выходящий с этого участка 2 через трубопровод 3, оказывается освобожденным от преобладающей части двуокиси углерода СО 2 и/или сероводорода Н 2, но остается насыщенным такими содержащими серу соединениями как сероокись углеродаи/или сероуглерод 2. При этом растворитель, насыщенный кислотообразующими соединениями, то есть двуокисью углерода СО 2 и/или сероводородом 2,удаляется из этого участка 2 через трубопровод 7. При этом упомянутый газ подается через трубопровод 3 на участок вторичного поглощения 4, на котором этот газ вводится во взаимодействие с растворителем того же характера, что растворитель,используемый на участке первичного поглощения 2. Температура растворителя, подаваемого в головную часть участка 4 через трубопровод 8, регулируется при помощи теплообменника 34. Эксплуатационные условия на участке поглощения 4 (давление, температура и расход растворителя) определяются таким образом, чтобы обеспечить поглощение достаточного количества содержащих серу соединений и гарантировать выполнение технических требований,предъявляемых к обработанному газу. Газ, выходящий из участка 4 через трубопровод 5, оказывается освобожденным от кислотообразующих соединений и соединений, содержащих серу. Растворитель, насыщенный содержащими серу соединениями, удаляется из участка 4 через трубопровод 9. Уровни давления функционирования на упомянутых участках 2 и 4 соответствуют с точностью до потерь давления тому давлению газа, которое имеет место в трубопроводе 1. Температура растворителей, подаваемых через трубопроводы 6 и 8, может иметь величину в диапазоне от 20 С до 70 С и зависит от температуры точки росы подлежащего обработке газа. При этом температура растворителя,подаваемого через трубопровод 8, равна или несколько ниже температуры растворителя, подаваемого через трубопровод 6. Расход растворителя,поступающего на участок первичного поглощения 2, определяется таким образом, чтобы обеспечить поглощение достаточного количества двуокиси углерода СО 2 и/или сероводорода 2. Расход растворителя, поступающего на участок вторичного поглощения 4, определяется таким образом, чтобы удалить содержащие серу соединения, оставшиеся в газе. Этот расход растворителя, поступающего на участок 4, может изменяться в достаточно широких пределах и может иметь величину в диапазоне от 20 до 100 от величины расхода растворителя,поступающего на участок первичного поглощения 2. Два упомянутых выше участка поглощения могут быть выполнены в виде двух реакционных колонн различных габаритов, диаметров и высоты, и будут снабжены тарелками или насадками, которые могут быть структурированы или могут располагаться произвольным образом. Каждая из двух этих реакционных колонн функционирует в режиме противотока. Два этих участка поглощения предпочтительным образом могут представлять собой две размещенные одна поверх другой зоны одной и той же реакционной колонны, как об этом более подробно сказано в патенте 2.600.554. Растворитель, поступающий через трубопровод 7, подвергается снижению давления в баллоне снижения давления 10 до некоторого промежуточного давления между давлением участков поглощения 2 и 4, и давлением в колонне регенерации 18. В процессе этого снижения давления углеводороды, совместно поглощенные этим растворителем на участке первичного поглощения, оказываются десорбированными в виде газообразного эфлюента. Этот газообразный эфлюент, содержащий углеводороды,удаляется из баллона 10 через трубопровод 11, тогда как растворитель, обедненный углеводородами,удаляется из этого баллона 10 через трубопровод 15. Этот газообразный эфлюент содержит также некоторое количество двуокиси углерода СО 2 и/или сероводорода 2, зависящее от первоначального химического состава подлежащего обработке газа 1 и от эксплуатационных условий на участке поглощения 2. Этот газообразный эфлюент, подаваемый через трубопровод 11 в колонну промывки 12, вводится во взаимодействие в режиме противотока с растворителем, поступающим через трубопровод 9. В этой колонне промывки 12, в результате 5 13329 колонне промывки 12, в результате кислотнощелочной конкурентоспособности между различными кислотообразующими соединениями (двуокись углерода СО 2 и/или сероводород 2) и соединениями, содержащими серу (меркаптаны, сероокись углеродаи/или сероуглерод С 2), содержащие серу соединения, главным образом поглощенные физическим образом этим растворителем,десорбируются и выходят в головной части колонны 12 вместе с газообразным эфлюентом через трубопровод 13, тогда как кислотообразующие соединения, содержащиеся в газообразном эфлюенте,поглощаются растворителем, который выходит в донной части колонны 12 через трубопровод 14. Эта колонна промывки может содержать тарелки и насадки, располагающиеся структурированным или произвольным образом. Температура растворителя, подаваемого в колонну промывки, может иметь величину в диапазоне от 40 С до 80 С. Две фракции растворителя, насыщенные кислотообразующими соединениями и поступающие через трубопроводы 14 и 15, смешиваются между собой и затем подаются через последовательно расположенные трубопроводы 16 и 17 в колонну регенерации 18. Эта колонна регенерации представляет собой колонну дистилляции, в которой кислотообразующие соединения подвергаются отгонке при помощи паров растворителя, поддерживаемого в равновесии благодаря нагревательному элементу 19. При этом фракция растворителя, отобранная в донной части колонны 18 через трубопровод 21, подается в нагревательный элемент 19, а затем снова вводится в донную часть колонны 18 через трубопровод 22. Пары растворителя удаляются в головной части этой колонны 18 через трубопровод 24, а затем конденсируются в теплообменнике 25. При этом образовавшийся конденсат подается через трубопровод 26 в баллон сепаратора 27. Жидкая фракция, полученная в донной части этого баллона сепаратора 27, снова подается обратным течением через трубопровод 29 в колонну 18, тогда как газообразная фракция, удаляемая из головной части баллона сепаратора 27 через трубопровод 28, содержит в основном кислотообразующие соединения, а именно двуокись углерода СО 2 и сероводород 2. Растворитель, регенерированный в донной части колонны и освобожденный от кислотообразующих соединений, удаляется через трубопровод 23. Рабочее давление в колонне регенерации 18 обычно имеет величину в диапазоне от 0,2 МПа до 1 МПа. Температура в донной части этой колонны может поддерживаться в диапазоне от 100 С до 150 С, что приводит к поддержанию температуры в диапазоне от 80 С до 120 С в головной части этой колонны. Температура конденсата на выходе из теплообменника 25 обычно имеет величину, заключенную в диапазоне от 20 С до -30 С. Регенерированный растворитель, полученный в донной части колонны 18, оказывается освобожденным от кислотообразующих соединений СО 2 и 2. Затем этот растворитель снова подается на участки первичного 2 и вторичного 4 поглощения через по 6 следовательно расположенные трубопроводы 23 и 31, затем насос 32 и, наконец, трубопровод 33, который питает теплообменники 34 и 35. Подлежащий регенерации растворитель, поступающий через трубопровод 16, может быть предварительно нагрет при помощи уже регенерированного растворителя,поступающего через трубопровод 23 в теплообменник 30 путем косвенного нагрева. Этот теплообменник 30 предпочтительным образом будет установлен, с одной стороны, между трубопроводами 16 и 17, а с другой стороны, между трубопроводами 23 и 31. На фиг. 2 схематически представлен другой предлагаемый способ распределения регенерированного растворителя, поступающего из колонны 18 по участкам поглощения 2 и 4. Этот способ, описанный ниже со ссылками на фиг. 2, заимствуют некоторые элементы способа, представленного на фиг.1, и может быть интегрирован в этот первый способ. В донной части колонны 18 фракция регенерированного растворителя отбирается, а затем подается на участок первичного поглощения 2 через последовательно расположенные трубопровод 81, насос 83, трубопровод 82, теплообменник 35 и трубопровод 6. На некотором промежуточном уровне между донной частью и головной частью этой колонны регенерации 18, представляющем соответствующие термодинамические условия, фракция регенерированного растворителя отбирается через трубопровод 80. Эта фракция регенерированного растворителя направляется через трубопровод 80 к насосу 84, а затем подается в теплообменник 34 и вводится через трубопровод 8 на участок вторичного поглощения 4. Отбор регенерированного растворителя на некотором промежуточном уровне колонны регенерации 18 позволяет получить растворитель,химический состав которого отличается от химического состава растворителя, отобранного в донной части этой колонны 18. Этот отбор позволяет, в частности, обеспечить получение регенерированного растворителя с более высокой концентрацией таких химических соединений, как, например, метанол и/или сульфолан, представляющих физическую способность поглощения, которая в большей степени приспособлена для поглощения соединений, содержащих серу, чем для поглощения кислотообразующих соединений. Таким образом, регенерированный растворитель, отобранный на некотором промежуточном уровне, предпочтительным образом вводится во взаимодействие с газом, поступающим через трубопровод 3, на участке вторичного поглощения для того, чтобы поглотить из этого газа соединения,содержащие серу. Химический состав растворителя,отобранного через трубопровод 80, зависит от химического состава растворителя, используемого в данном способе, и от термодинамических условий,установившихся в колонне 18 на уровне упомянутого отбора. Место расположения этого отбора должно быть выбрано таким образом, чтобы обеспечить получение регенерированного растворителя, пред 13329 ставляющего требуемые характеристики поглощения. Не выходя за рамки предлагаемого изобретения,можно комбинировать способы распределения регенерированного растворителя, поступающего из колонны регенерации 18 в направлении участков первичного 2 и вторичного 4 поглощения. С одной стороны, регенерированный растворитель может быть извлечен на одном или на нескольких уровнях колонны 18 для того, чтобы быть направленным, с другой стороны, на участок первичного поглощения 2 и/или на участок вторичного поглощения 4. В функции содержания кислотообразующих соединений и соединений, содержащих серу, в газе,подлежащем обработке, и в функции эксплуатационных условий, реализуемых на участках поглощения, использование всего потока растворителя, движущегося в трубопроводе 9, для промывки газообразного эфлюента в колонне поглощения 12 может оказаться ненужным. В способе, схематически представленном на фиг. 3 и пригодном для интегрирования в способ, схематически представленный на фиг. 1, предлагается регенерировать часть растворителя, движущегося в трубопроводе 9 при помощи простого снижения давления. Одна часть растворителя, циркулирующего по трубопроводу 9, отбирается через трубопровод 36, подвергается нагреву в теплообменнике 49, а затем подается в баллон снижения давления 37. Условия по температуре и давлению в этом баллоне снижения давления 37 регулируются таким образом,чтобы обеспечить десорбирование только соединений, содержащих серу, и углеводородов, увлекаемых растворителем в процессе его введения во взаимодействие на участке вторичного поглощения 4. Эти полученные в результате десорбирования содержащие серу соединения и углеводороды удаляются из баллона 37 через трубопровод 38 и объединяются с газом, поступающим из колонны промывки 12 через трубопровод 13 для использования в качестве горючего газа. Регенерированный растворитель, удаленный из донной части баллона 37 через трубопровод 39, смешивается с регенерированным растворителем, поступающим из теплообменника 30 и движущимся в трубопроводе 31. Для того, чтобы обеспечить практически полное поглощение двуокиси углерода СО2 и/или сероводорода 2 на участке первичного поглощения,предпочтительно использовать несколько уровней снижения давления растворителя, поступающего из участка первичного поглощения. Таким образом, в соответствии со способом, схематически представленным на фиг. 4, который может быть интегрирован в способ, представленный на фиг. 1, соединение растворителя, поступающего из баллона снижения давления 10 через трубопровод 15, и растворителя,поступающего из колонны промывки 12 через трубопровод 14, подается через трубопровод 16 в баллон снижения давления 20 для того, чтобы довести его давление до некоторого промежуточного давления между давлением в этом баллоне снижения давления 10 и давлением в колонне регенерации 18. Газ, полученный в головной части баллона снижения давления 20 сильно насыщен кислотообразующими соединениями. При этом, если используемый растворитель содержит метанол, газ, полученный в головной части баллона снижения давления 20, также может быть насыщен метанолом. Этот газ подается через трубопровод 41 в верхнюю зону колонны регенерации 18 на некоторый уровень введения,располагающийся выше уровня введения трубопровода 17. Растворитель, поступающий из донной части этого баллона 20, является частично регенерированным. Некоторая часть этого растворителя подается через трубопровод 40 в теплообменник 42 для регулирования его температуры, а затем вводится через трубопровод 43 в участок первичного поглощения на некоторый промежуточный уровень между его донной частью и его головной частью. Остальная часть этого растворителя, поступающая из донной части баллона 20 через трубопровод 17, подается в колонну регенерации. Кроме того, имеется возможность повысить поглощаемое количество двуокиси углерода СО 2 и/или сероводорода 2 на участке первичного поглощения 2 путем осуществления надлежащего управления температурой в нижней части этой колонны. Это может быть реализовано при помощи специальной конструкции участка 2, обеспечивающей возможность регулирования температуры путем косвенного охлаждения упомянутой нижней части при помощи охлаждающей текучей среды. Принимая во внимание уровни температуры в донной части участка первичного поглощения 2, предпочтительным образом используется контур охлаждения, позволяющий обеспечить рециркуляцию некоторой части растворителя. Как можно видеть на фиг. 5, часть растворителя,отобранная в донной части участка 2 через трубопровод 45 подвергается охлаждению при помощи теплообменника 46, а затем снова вводится в участок первичного поглощения 2 через трубопровод 47 на некоторый промежуточный уровень между его донной и головной частями. Охлаждение этого растворителя придает ему повышенную способность к поглощению и позволяет, в то же время, понизить температуру функционирования в донной части данного участка поглощения, что приводит к увеличению количества поглощенных кислотообразующих соединений. Способ нейтрализации природного газа, описанный выше со ссылками на фиг. 1, может быть интегрирован в способ, описанный в патенте -2.743.083 для того, чтобы дополнительно придать ему функции дегидратации и извлечения газолина. В этом патенте предлагается перед осуществлением этапа нейтрализации ввести подлежащий обработке газ во взаимодействие с раствором метанола для того, чтобы рекуперировать метанол. В этом патенте предлагается, кроме того, после осуществления этапа дегидратации подвергнуть обрабатываемый газ охлаждению, и затем выполнить разделение в баллоне эфлюента легких и газообразных углеводородов, более тяжелых углеводородов в жидкой фазе, и водного раствора метанола, который 7 13329 и водного раствора метанола, который снова возвращается в технологический цикл осуществления данного способа. На фиг. 6 схематически представлен пример предлагаемой интеграции способа нейтрализации в соответствии с данным изобретением в способ, описанный в патенте 2.743.083. Здесь позицией 70 обозначен способ, описанный выше и проиллюстрированный на фиг. 1. При этом трубопроводы 1 и 5, которые, соответственно, входят в элемент,обозначенный позицией 70, и выходят из него, соответствуют трубопроводам 1 и 5, показанным на фиг. 1. Подлежащий обработке газ поступает через трубопровод 50. Часть этого газа направляется через трубопровод 51 в контактор 56, в котором эта часть газа вводится во взаимодействие в режиме противотока с водным раствором метанола, поступающим через трубопровод 61. В донной части этого контактора 56 через трубопровод 52 удаляют водную фазу,по существу освобожденную от метанола. В головной части этого контактора 56 через трубопровод 62 рекуперируют газ, насыщенный метанолом, который затем смешивается с той частью газа, которая осталась в трубопроводе 50 после его отбора, осуществленного через трубопровод 51. Затем эта газовая смесь направляется через трубопровод 1 в способ в соответствии с предлагаемым изобретением,представленный, как уже было сказано выше, позицией 70. В прошедший нейтрализацию газ, поступающий из способа в соответствии с предлагаемым изобретением через трубопровод 5, добавляют метанол,поступающий через трубопровод 63. Затем этот газ подвергается охлаждению сначала в теплообменнике 53, а затем в теплообменнике 54. Этот теплообменник 54 функционирует при помощи охлаждающей текучей среды, поступающей из внешнего контура. Охлаждение газа вызывает конденсацию тяжелых углеводородов и конденсацию раствора метанола в воде, причем легкие углеводороды в этом случае остаются в газообразной фазе. Полученная таким образом трехфазная смесь разделяется в баллоне 55. Полученный здесь дегидратированный и нейтрализованный газ, содержащий легкие углеводороды, используется в качестве охлаждающей текучей среды в теплообменнике 53, а затем удаляется через трубопровод 57. Тяжелые углеводороды удаляются через трубопровод 59. Водный раствор метанола удаляется в донной части баллона 55 через трубопровод 58 и снова возвращается в технологический цикл и при помощи насоса 60 подается в головную часть контактора 56 через трубопровод 61. Приведенный ниже пример иллюстрирует преимущества использования способа в соответствии с предлагаемым изобретением. Здесь рассматривается природный газ, сильно насыщенный кислотообразующими соединениями и содержащий, в молярных процентах, 4 двуокиси углерода СО 2, 21 сероводорода Н 2, 55 метана,и 11 этана, причем остальная часть этого газа об 8 разована более тяжелыми углеводородами. Этот природный газ имеет в своем составе также 300 млн. долей метилмеркаптана и этилмеркаптана. При расходе в 100000 Нм 3/час этот природный газ предварительно вводится во взаимодействие с водным раствором метанола для того, чтобы рекуперировать метанол, который он содержит. При этом газ, насыщенный метанолом, направляется затем на участок первичного поглощения 2. Здесь этот газ подвергается обработке в режиме противотока при температуре 45 С и под абсолютным давлением, составляющим 7,5 МПа, при помощи растворителя с расходом 300 м 3/ч и при температуре 50 С, причем этот растворитель представляет собой смесь метанола, воды и диэтаноламина. На этом участке первичного поглощения 2 практически все присутствующее количество двуокиси углерода СО 2 и сероводорода 2 поглощается этим растворителем, а также поглощается 60 меркаптанов. На участке вторичного поглощения 4 этот газ вводится во взаимодействие с растворителем при расходе 150 м 3/час и температуре 45 С. Оставшиеся количества двуокиси углерода СО 2 и сероводорода Н 2 фиксируются, а также фиксируется практически все количество меркаптанов, еще присутствующих в составе этого газа. Газ, полученный на выходе этого участка вторичного поглощения 4, содержит менее 5 млн. долей сероводорода 2, менее 100 млн. долей двуокиси углерода СО 2 и менее 50 млн. долей меркаптанов, образованных главным образом этилмеркаптаном. Затем полученный таким образом газ подвергается охлаждению в теплообменниках 53 и 54 для того, чтобы гарантировать соответствие техническим требованиям транспортировки в смысле содержания в этом газе воды и способных к конденсации углеводородов. Выполнив эту операцию, получают в баллоне 55 газ, освобожденный от кислотообразующих соединений, жидкой фазы углеводородов и водной фазы, насыщенной метанолом, которая снова возвращается в технологический цикл в контактор 56, располагающийся в начале данного технологического процесса. Растворитель, поступающий из участка первичного поглощения 2, подвергается снижению давления в баллоне 10 до уровня в 2,5 МПа. В процессе этого снижения давления углеводороды и меркаптаны, а также заметная часть кислотообразующих газов, поглощенные растворителем, высвобождаются. Этот газовый эфлюент вводится во взаимодействие в режиме противотока в колонне промывки 12 с 10 растворителя, поступающего с участка вторичного поглощения 4. При этом полученный газ представляет собой в основном углеводороды и содержит менее 0,2 молярных процентов сероводорода Н 2. Практически все количество меркаптанов остается в этом газе. Растворитель, поступающий из этой колонны промывки 12, направляется в баллон снижения давления 20. Растворитель, поступающий из этого баллона снижения давления 20 затем подвергается регенерации обычным способом в колонне регенерации 18, 13329 функционирующей при температуре 120 С, имеющей место в донной части этой колонны. При этом в головной части данной колонны получают расход 25000 Нм 3/час смеси кислотообразующих газов,содержащей, в молярных процентах, 16 двуокиси углерода СО 2 и 84 сероводорода 2. Растворитель, поступающий из колонны вторичного поглощения 4, за исключением упомянутых 10 , направляемых в колонну промывки 12 газа,поступающего из баллона снижения давления 10,подвергается нагреванию в теплообменнике 49 и снижению давления в баллоне 37. Это нагревание может быть реализовано путем использования части регенерированного растворителя, полученного при высокой температуре в донной части колонны регенерации. При этом меркаптаны и углеводороды,зафиксированные на участке вторичного поглощения 4, высвобождаются. Полученный таким образом газ смешивается с газом, поступающим из колонны промывки 12 для того, чтобы быть использованным в качестве горючего газа. Полученный таким образом растворитель смешивается с регенерированным растворителем, поступающим из колонны регенерации 18. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ нейтрализации природного газа, насыщенного кислотообразующими соединениями и содержащего, по меньшей мере, соединения из группы, образованной двуокисью углерода и сероводородом, а также соединениями, содержащими серу и включающими по меньшей мере одно соединение из группы, образованной меркаптанами, сероокисью углеродаи сероуглеродом 2 путем введения его во взаимодействие с растворителем,отличающийся тем, что включает следующие этапы) упомянутый природный газ вводят во взаимодействие с регенерированным растворителем на участке первичного поглощения для получения газа,относительно бедного кислотообразующими соединениями, и растворителя, насыщенного кислотообразующими соединениями и содержащего углеводороды,) вводят упомянутый газ, относительно бедный кислотообразующими соединениями, во взаимодействие с регенерированным растворителем для получения газа, обедненного кислотообразующими соединениями и соединениями, содержащими серу, и растворителя, насыщенного соединениями, содержащими серу,) осуществляют снижение давления, по меньшей мере, одной первой фракции упомянутого растворителя, насыщенного кислотообразующими соединениями и содержащего углеводороды для получения газообразного эфлюента, содержащего углеводороды и кислотообразующие соединения, а также растворителя, насыщенного кислотообразующими соединениями и освобожденного от углеводородов,) упомянутый газообразный эфлюент, содержащий углеводороды и кислотообразующие соединения вводят во взаимодействие с, по меньшей мере, одной первой фракцией упомянутого растворителя, насыщенного соединениями, содержащими серу, для получения газа, содержащего углеводороды и соединения, содержащие серу, и освобожденного от кислотообразующих соединений, и растворителя, насыщенного кислотообразующими соединениями. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что) осуществляют дистилляцию упомянутого растворителя, насыщенного кислотообразующими соединениями и освобожденного от углеводородов,поступающего с этапа с), и упомянутого растворителя, насыщенного кислотообразующими соединениями, поступающего с этапа ), для получения газа, содержащего кислотообразующие соединения, и регенерированного растворителя, который снова возвращается в технологический цикл на, по меньшей мере, один из упомянутых выше этапов а) и ). 3. Способ по любому из пп. 1 или 2, отличающийся тем, что) осуществляют дистилляцию в колонне дистилляции упомянутого растворителя, насыщенного кислотообразующими соединениями и освобожденного от углеводородов, поступающего с этапа с), и упомянутого растворителя, насыщенного кислотообразующими соединениями, поступающего с этапа), для получения газа, содержащего кислотообразующие соединения, и получения, на некотором промежуточном уровне упомянутой дистилляционной колонны, располагающемся между головной частью и донной частью этой колонны регенерированного растворителя, который снова возвращается в технологический цикл, по меньшей мере, на этап ). 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что) осуществляют снижение давления упомянутого растворителя, насыщенного кислотообразующими соединениями и освобожденного от углеводородов, поступающего с этапа с), для получения газа,насыщенного кислотообразующими соединениями,и растворителя, относительно бедного кислотообразующими соединениями. 5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что) осуществляют дистилляцию в колонне дистилляции, по меньшей мере, одной первой фракции упомянутого растворителя, обедненного кислотообразующими соединениями, поступающего с этапа), и упомянутого растворителя, насыщенного кислотообразующими соединениями для получения газа, содержащего кислотообразующие соединения,и регенерированного растворителя, который снова возвращается в технологический цикл, по меньшей мере, на один из этапов а) и ). 6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что) в упомянутую колонну-дистилляции. 7. Способ по любому из пп. 4-6, отличающийся тем, что 9) вводят вторую фракцию упомянутого растворителя, обедненного кислотообразующими соединениями, поступающего с этапа ) в упомянутый участок первичного поглощения. 8. Способ по любому из пп. 1-7, отличающийся тем, что к) осуществляют снижение давления второй фракции упомянутого растворителя, насыщенного содержащими серу соединениями, поступающего с этапа ), для получения газа и регенерированного растворителя, который затем снова возвращается в технологический цикл, по меньшей мере, на один из этапов а) и ). 9. Способ по любому из пп. 1-8, отличающийся тем, что 1) осуществляют охлаждение второй фракции упомянутого растворителя, насыщенного кислотообразующими соединениями и содержащего углеводороды, поступающего с этапа а), после чего эту фракцию растворителя снова вводят в упомянутый участок первичного поглощения. 10. Способ по любому из пп. 1-9, отличающийся тем, что) перед этапом а) вводят во взаимодействие, по меньшей мере, одну первую фракцию упомянутого природного газа с раствором метанола в воде для получения газообразной фракции, насыщенной метанолом и соединенной с оставшейся фракцией упомянутого природного газа, которая направляется на этап а) вместе с упомянутым природным газом,) после этапа ) осуществляют охлаждение упомянутого газа, обедненного кислотообразующими соединениями и соединениями, содержащими серу, для получения, по меньшей мере, одного раствора метанола в воде, который снова возвращается в технологический цикл на этап ). 11. Способ по любому из пп. 1-10, отличающийся тем, что упомянутый растворитель состоит из водного раствора, содержащего метанол и смеси амина и алканоламина. 12. Способ по п. 11, отличающийся тем, что метанол, амин и алканоламин содержатся каждый в количестве менее 60 от массы растворителя. 13. Способ по любому из пп. 1-10, отличающийся тем, что упомянутый растворитель состоит из водного раствора, содержащего сульфолан и смесь амина и алканоламина. 14. Способ по п. 13, отличающийся тем, что сульфолан, амин и алканоламин содержатся каждый в количестве менее 60 от массы растворителя.
МПК / Метки
МПК: F25J 3/08, B01D 53/14, C10G 5/06
Метки: способ, газа, регенерации, десорбированных, промывкой, процессе, углеводородов, нейтрализации, растворителя
Код ссылки
<a href="https://kz.patents.su/11-13329-sposob-nejjtralizacii-gaza-s-promyvkojj-uglevodorodov-desorbirovannyh-v-processe-regeneracii-rastvoritelya.html" rel="bookmark" title="База патентов Казахстана">Способ нейтрализации газа с промывкой углеводородов, десорбированных в процессе регенерации растворителя</a>