RU2532199C1

RU2532199C1 - Amine treatment device

Info

Publication number: RU2532199C1
Application number: RU2013129363/05A
Authority: RU
Inventors: Андрей Владиславович Курочкин
Original assignee: Андрей Владиславович Курочкин
Priority date: 2013-06-26
Filing date: 2013-06-26
Publication date: 2014-10-27

Abstract

FIELD: oil and gas industry.

SUBSTANCE: invention relates to devices for absorption cleaning of gases and liquids and can be used in oil and gas, oil refining, chemical and petrochemical industry for cleaning of acidic admixtures of multicomponent natural and process gases containing relatively low-volatile components, and their condensate. The offered device consists of the compressor with a line for supply of liquid hydrocarbons released during gas compression into the mixer, which is used in the line of supply of amine absorbent, and line of supply of the received mixture into the refrigerator equipped with the line for supply of cooled liquid hydrocarbons released during gas compression into the separator, equipped with the lines for transfer of cleaned compressed gas, hydrocarbon condensate and saturated amine absorbent. The refrigerator can be made at least from two sections, and the mixer can be placed between its sections.

EFFECT: invention allows to clean the hydrocarbon condensate from acidic components and to increase the level of gas cleaning from acidic components.

2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для абсорбционной очистки газов и жидкостей и может быть использовано в нефтегазовой, нефтеперерабатывающей, химической и нефтехимической промышленности для очистки от кислых примесей многокомпонентных природных и технологических газов, содержащих относительно малолетучие компоненты, и конденсата малолетучих компонентов.The invention relates to a device for the absorption cleaning of gases and liquids and can be used in the oil and gas, oil refining, chemical and petrochemical industries for the purification of acidic impurities of multicomponent natural and process gases containing relatively low volatile components, and condensate of low volatile components.

Известно устройство для аминовой очистки углеводородных газов [www.garo.it/russo/pplicazioni/gastorcia.htm], которое состоит из жидкостно-кольцевого компрессора с водным раствором алканоламина (аминовым абсорбентом) в качестве рабочей жидкости, линии подачи компрессата в сепаратор и сепаратор компрессата с линиями вывода очищенного газа, очищенной широкой фракции легких углеводородов (конденсата) и абсорбента, насыщенного кислыми компонентами (например, диоксидом углерода, сероводородом, меркаптанами и т.п.).A device for the amine purification of hydrocarbon gases [www.garo.it/russo/pplicazioni/gastorcia.htm] is known, which consists of a liquid ring compressor with an aqueous alkanolamine solution (amine absorbent) as a working fluid, a compressor feed line to the separator and separator a compress with discharge lines for purified gas, a purified wide fraction of light hydrocarbons (condensate), and an absorbent saturated with acidic components (for example, carbon dioxide, hydrogen sulfide, mercaptans, etc.).

Недостатками известного устройства является низкое давление очищаемого газа и низкая степень очистки газа из-за ограничения давления сжатия в жидкостно-кольцевых компрессорах (не более 15 ати). Низкое давление сжатия имеет следствием низкое парциальное давление кислых компонентов в сжатом газе, что приводит к недостаточному их поглощению аминовым абсорбентом.The disadvantages of the known device are the low pressure of the gas to be purified and the low degree of gas purification due to the limitation of the compression pressure in liquid-ring compressors (not more than 15 ati). The low compression pressure results in a low partial pressure of acidic components in the compressed gas, which leads to insufficient absorption by the amine absorbent.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является устройство для компримирования газа, позволяющее осуществлять очистку газа от кислых компонентов при высоком давлении, например при давлении транспортировки газа по магистральным газопроводам (55 ати) [Дронин А.П., Пугач И.А. Технология разделения углеводородных газов, М.: Химия, 1976 г., с.31]. Устройство находит повсеместное применение и состоит из компрессора, холодильника, сепаратора, а также линии подачи компрессата из компрессора в холодильник, линии подачи охлажденного компрессата из холодильника в сепаратор и линий вывода из сепаратора очищенного сжатого газа, углеводородного конденсата и водного конденсата. При охлаждении компрессата происходит частичное растворение кислых компонентов в углеводородном и водном конденсатах и снижение их концентрации в сжатом газе, т.е. осуществляется очистка газа.Closest to the proposed invention in technical essence is a device for compressing gas, which allows gas purification from acidic components at high pressure, for example, when the pressure of gas transportation through gas pipelines (55 ati) [Dronin A.P., Pugach I.A. The technology of separation of hydrocarbon gases, M .: Chemistry, 1976, p.31]. The device finds widespread use and consists of a compressor, a refrigerator, a separator, as well as a compressor supply line from the compressor to the refrigerator, a refrigerated compressor supply line from the refrigerator to the separator, and lines for removing purified compressed gas, hydrocarbon condensate and water condensate from the separator. When cooling the compress, partial dissolution of acid components in hydrocarbon and water condensates occurs and their concentration in compressed gas decreases, i.e. gas is being cleaned.

Недостатками известного устройства является загрязнение углеводородного конденсата кислыми компонентами и низкая степень очистки газа из-за невысоких коэффициентов распределения кислых компонентов между газом и углеводородным абсорбентом, газом и водным конденсатом.The disadvantages of the known device are the contamination of hydrocarbon condensate with acidic components and a low degree of gas purification due to the low distribution coefficients of acidic components between the gas and the hydrocarbon absorbent, gas and water condensate.

Задачей изобретения является очистка углеводородного конденсата от кислых компонентов и повышение степени очистки газа от кислых компонентов.The objective of the invention is the purification of hydrocarbon condensate from acidic components and increasing the degree of purification of gas from acidic components.

При реализации изобретения в качестве технического результата достигается очистка углеводородного конденсата от кислых компонентов и повышение степени очистки газа от кислых компонентов за счет оснащения устройства линией подачи аминового абсорбента и смесителем для смешения компрессата с аминовым абсорбентом.When implementing the invention, as a technical result, the hydrocarbon condensate is cleaned of acidic components and the degree of gas purification from acidic components is increased by equipping the device with an amine absorbent supply line and a mixer for mixing the compressor with an amine absorbent.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном устройстве, состоящем из компрессора, холодильника, сепаратора, линии подачи компрессата из компрессора в холодильник, линии подачи охлажденного компрессата из холодильника в сепаратор, а также линий вывода из сепаратора очищенного сжатого газа, углеводородного конденсата и водного конденсата, особенность заключается в том, что на линии подачи компрессата из компрессора в холодильник установлен смеситель, оснащенный линией подачи аминового абсорбента, а линию вывода водного конденсата из сепаратора используют в качестве линии вывода насыщенного аминового абсорбента.The specified technical result is achieved by the fact that in the known device, consisting of a compressor, a refrigerator, a separator, a compressor supply line from the compressor to the refrigerator, a refrigerated compressor supply line from the refrigerator to the separator, and also lines for removing purified compressed gas, hydrocarbon condensate and water from the separator condensate, the peculiarity lies in the fact that a mixer equipped with an amine absorbent supply line and a water outlet line are installed on the compressor supply line from the compressor to the refrigerator condensate from the separator is used as a discharge line of a saturated amine absorbent.

При высокой кратности сжатия газа, когда компрессат разогревается в результате сжатия до температур, превышающих температуру разложения аминового соединения, входящего в аминовый абсорбент, целесообразно смеситель, оснащенный линией подачи аминового абсорбента, размещать между секциями холодильника.With a high compression ratio of gas, when the compress is heated as a result of compression to temperatures exceeding the decomposition temperature of the amine compound included in the amine absorbent, it is advisable to place the mixer equipped with the supply line of the amine absorbent between the refrigerator sections.

В предлагаемом устройстве установка на линии подачи компрессата из компрессора в холодильник смесителя, оснащенного линией подачи аминового абсорбента, позволяет осуществить эффективную очистку газа от кислых компонентов за счет контакта с аминовым абсорбентом, а также обеспечивает высокую степень очистки от кислых компонентов углеводородного конденсата при его конденсации при охлаждении компрессата в холодильнике в присутствии аминового абсорбента. Высокое давление в устройстве способствует повышению степени очистки газа и углеводородного конденсата за счет повышения парциального давления кислых компонентов в компрессате и увеличения степени их поглощения аминовым абсорбентом.In the proposed device, the installation on the supply line of the compressor from the compressor to the refrigerator of the mixer equipped with the supply line of the amine absorbent allows efficient gas purification from acidic components due to contact with the amine absorbent, and also provides a high degree of purification from acidic components of hydrocarbon condensate during condensation when cooling the compress in the refrigerator in the presence of an amine absorbent. High pressure in the device helps to increase the degree of purification of gas and hydrocarbon condensate by increasing the partial pressure of acidic components in the compressor and increasing the degree of absorption by amine absorbent.

Размещение смесителя, оснащенного линией подачи аминового абсорбента, между секциями холодильника позволяет обеспечить температуру смеси компрессата и аминового абсорбента ниже температуры, обеспечивающей многократное использование аминового абсорбента (125-130°C) после его регенерации известным способом.Placing the mixer, equipped with the supply line of the amine absorbent, between the refrigerator sections allows you to ensure the temperature of the mixture of the compress and amine absorbent below a temperature that ensures reuse of the amine absorbent (125-130 ° C) after its regeneration in a known manner.

В качестве аминового абсорбента могут быть использованы водные растворы различных алканоламинов (моноэтаноламина, диэтаноламина, метилдиэтаноламина, диизопропаноламина и других), а также их смесей друг с другом, различными вспомогательными добавками, например, антикоррозионными, антивспенивающими присадками, с различной концентрацией алканоламина, преимущественно 15-45 мас.%. Выбор конкретного вида алканоламина, его концентрации, наличия и вида других добавок, алканоламина осуществляют исходя из задачи и особенностей конкретного применения.As the amine absorbent, aqueous solutions of various alkanolamines (monoethanolamine, diethanolamine, methyldiethanolamine, diisopropanolamine and others), as well as their mixtures with each other, various auxiliary additives, for example, anticorrosive, antifoam additives, with various concentrations of 15 alkanol, can be used 45 wt.%. The choice of a specific type of alkanolamine, its concentration, the presence and type of other additives, alkanolamine is carried out based on the task and the specific application.

Предлагаемое устройство состоит из компрессора 1 с линией 2 для подачи компрессата в смеситель 3, который оснащен линией подачи аминового абсорбента 4, и линией 5 подачи полученной смеси в холодильник 6, оснащенный линией 7 для подачи охлажденного компрессата в сепаратор 8, оборудованный линиями вывода очищенного сжатого газа 9, углеводородного конденсата 10 и насыщенного аминового абсорбента (11). Смеситель 3 может быть размещен между секциями холодильника 6 (на схеме не показано).The proposed device consists of a compressor 1 with a line 2 for supplying a compress to a mixer 3, which is equipped with a line for supplying an amine absorbent 4, and a line 5 for supplying the resulting mixture to a refrigerator 6, equipped with a line 7 for supplying a cooled compress to a separator 8, equipped with cleaned compressed output lines gas 9, hydrocarbon condensate 10 and saturated amine absorbent (11). The mixer 3 can be placed between the sections of the refrigerator 6 (not shown in the diagram).

Предлагаемое устройство работает следующим образом. Сырьевой газ (I) сжимают компрессором 1, полученный нагретый компрессат (II) по линии 2 подают в смеситель 3, где смешивают с аминовым абсорбентом (III), подаваемым по линии 4, далее смесь (IV) по линии 5 подают в холодильник 6, где охлаждают и по линии 7 направляют в сепаратор 8, где сепарируют с получением очищенного газа (V), углеводородного конденсата (VI) и насыщенного аминового абсорбента (VII), который направляют на дальнейшую переработку путем регенерации.The proposed device operates as follows. The feed gas (I) is compressed by compressor 1, the obtained heated compress (II) is fed through line 2 to mixer 3, where it is mixed with the amine absorbent (III) supplied via line 4, then mixture (IV) is fed through line 5 to the refrigerator 6, where it is cooled and sent via line 7 to a separator 8, where it is separated to obtain purified gas (V), hydrocarbon condensate (VI) and saturated amine absorbent (VII), which are sent for further processing by regeneration.

Сущность изобретения иллюстрируется следующим примером.The invention is illustrated by the following example.

35000 нм³/ч попутного нефтяного газа состава, мас.%: азот 4,09%, кислород 0.05%, диоксид углерода 1,32%, вода 0,85%, сероводород 0,02%, метан 24,26%, этан 19,94%, пропан 22,19%, C₄ 16,09%, C₅ 9,83%, C₆₊ 2,46%, метил- и этил меркаптаны 0,002%, при температуре 40°C и давлении 0,6 МПа изб. сжимают поршневыми компрессорами до 3,6 МПа с получением компрессата с температурой 105°C, который в смесителе смешивают с 25 т/ч аминового абсорбента (15 мас.% водного раствора моноэтаноламина), полученную смесь охлаждают в холодильнике до 40°C и сепарируют в сепараторе с получением 25,9 т/ч насыщенного аминового абсорбента, 28900 нм³/ч очищенного газа, содержащего 6,2 мг/нм³ сероводорода, менее 0,001 мас.% диоксида углерода и 10,3 мг/м³ суммы метил- и этилмеркаптана, и 10,7 т/ч углеводородного конденсата, содержащего 0,0003 мас.% сероводорода и 0,024 мас.% суммы метил- и этилмеркаптана. Полученный газ по содержанию диоксида углерода, сероводорода и меркаптанов соответствует требованиям СТО Газпром 089-2010 (2,5 мас.%, 7 и 16 мг/нм³, соответственно), а углеводородный конденсат соответствует по содержанию суммы сероводорода и меркаптанов требованиям на ШФЛУ марки ″А″ по ТУ 38.101524-93 (0,025 мас.%).35000 nm ³ / h of associated petroleum gas composition, wt.%: Nitrogen 4.09%, oxygen 0.05%, carbon dioxide 1.32%, water 0.85%, hydrogen sulfide 0.02%, methane 24.26%, ethane 19.94%, propane 22.19%, C ₄ 16.09%, C ₅ 9.83%, C ₆₊ 2.46%, methyl and ethyl mercaptans 0.002%, at a temperature of 40 ° C and a pressure of 0, 6 MPa compress with piston compressors up to 3.6 MPa to obtain a compress with a temperature of 105 ° C, which is mixed in a mixer with 25 t / h of amine absorbent (15 wt.% aqueous solution of monoethanolamine), the resulting mixture is cooled in the refrigerator to 40 ° C and separated in separator to obtain 25.9 t / h of a saturated amine absorbent, 28900 nm ³ / h of purified gas containing 6.2 mg / nm ^{3 of} hydrogen sulfide, less than 0.001 wt.% carbon dioxide and 10.3 mg / m ^{3 of the} sum of methyl and ethyl mercaptan, and 10.7 t / h of hydrocarbon condensate containing 0.0003 wt.% hydrogen sulfide and 0.024 wt.% total meth l- and ethyl mercaptan. The resulting gas in terms of carbon dioxide, hydrogen sulfide and mercaptans meets the requirements of STO Gazprom 089-2010 (2.5 wt.%, 7 and 16 mg / nm ³ , respectively), and hydrocarbon condensate meets the requirements for BFLH grade in terms of the amount of hydrogen sulfide and mercaptans. ″ A ″ according to TU 38.101524-93 (0.025 wt.%).

Очистка газа и углеводородного конденсата в условиях прототипа при 3,6 МПа позволяет получить очищенный газ, содержащий 215 мг/нм³ сероводорода и 14,8 мг/нм³ суммы метил- и этилмеркаптана, и углеводородный конденсат, содержащий 0,08 мас.% сероводорода и 0,0032 мас.% суммы метил- и этилмеркаптана, которые не соответствуют требованиям вышеуказанных норм.Purification of gas and hydrocarbon condensate under the conditions of the prototype at 3.6 MPa allows to obtain purified gas containing 215 mg / nm ^{3 of} hydrogen sulfide and 14.8 mg / nm ^{3 of the} sum of methyl and ethyl mercaptan, and hydrocarbon condensate containing 0.08 wt.% hydrogen sulfide and 0.0032 wt.% the sum of methyl and ethyl mercaptan, which do not meet the requirements of the above standards.

Из примера следует, что предлагаемое устройство позволяет очистить углеводородный конденсат от кислых компонентов и повысить степень очистки газа от кислых компонентов. Изобретение может быть использовано в нефтегазовой, нефтеперерабатывающей, химической и нефтехимической промышленности.From the example it follows that the proposed device allows you to clean the hydrocarbon condensate from acidic components and increase the degree of gas purification from acidic components. The invention can be used in the oil and gas, oil refining, chemical and petrochemical industries.

Claims

1. Device for amine purification, consisting of a compressor, a refrigerator, a separator, a compressor feed line from the compressor to the refrigerator, a refrigerated compressor feed line from the refrigerator to the separator, and also lines for the output of the purified compressed gas and hydrocarbon condensate from the separator, characterized in that a compressor equipped with an amine absorbent supply line is installed in the compressor supply line to the refrigerator; the separator is equipped with a saturated amine absorbent output line.

2. The device according to claim 1, characterized in that the refrigerator is made of at least two sections, and a mixer equipped with an amine absorbent supply line is installed between the sections of the refrigerator.