[go: up one dir, main page]

RU2652192C2 - Способ осушки и очистки природных газов - Google Patents

Способ осушки и очистки природных газов Download PDF

Info

Publication number
RU2652192C2
RU2652192C2 RU2016100693A RU2016100693A RU2652192C2 RU 2652192 C2 RU2652192 C2 RU 2652192C2 RU 2016100693 A RU2016100693 A RU 2016100693A RU 2016100693 A RU2016100693 A RU 2016100693A RU 2652192 C2 RU2652192 C2 RU 2652192C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
silica gel
adsorbent
gas
zeolite
carried out
Prior art date
Application number
RU2016100693A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2016100693A (ru
Inventor
Игорь Григорьевич Ткаченко
Сергей Петрович Сусликов
Александр Анатольевич Шатохин
Надежда Ивановна Кобелева
Вадим Георгиевич Гераськин
Ольга Валентиновна Малахова
Илона Сергеевна Завалинская
Original Assignee
Общество С Ограниченной Ответственностью "Газпром Трансгаз Краснодар"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество С Ограниченной Ответственностью "Газпром Трансгаз Краснодар" filed Critical Общество С Ограниченной Ответственностью "Газпром Трансгаз Краснодар"
Priority to RU2016100693A priority Critical patent/RU2652192C2/ru
Publication of RU2016100693A publication Critical patent/RU2016100693A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2652192C2 publication Critical patent/RU2652192C2/ru

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/26Drying gases or vapours
    • B01D53/261Drying gases or vapours by adsorption
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/04Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
    • B01D53/0407Constructional details of adsorbing systems
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/10Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/10Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate
    • B01J20/16Alumino-silicates
    • B01J20/18Synthetic zeolitic molecular sieves
    • B01J20/183Physical conditioning without chemical treatment, e.g. drying, granulating, coating, irradiation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/34Regenerating or reactivating
    • B01J20/345Regenerating or reactivating using a particular desorbing compound or mixture
    • B01J20/3458Regenerating or reactivating using a particular desorbing compound or mixture in the gas phase

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
  • Drying Of Gases (AREA)

Abstract

Изобретение относится к подготовке природного и попутного нефтяного газа к транспорту и может быть использовано в газовой, нефтяной, нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. Осушку и очистку природных газов осуществляют путем пропускания газов через сорбенты в двух последовательно расположенных адсорберах. Первый адсорбционный блок заполнен комбинированным слоем адсорбентов, состоящим из последовательно расположенных по ходу природного газа адсорбента-осушителя на основе оксида алюминия и мелкопористого силикагеля. Силикагель содержит 0,01÷0,5 мас. % соединений углерода. Регенерацию осуществляют очищенным газом при соотношении адсорбента-осушителя к мелкопористому силикагелю, равном 5÷20% об. от общей загрузки комбинированного слоя адсорбентов. Обезвоживание выделенной в первом адсорбционном блоке водно-углеводородно-метанольной фракции осуществляют во втором адсорбционном блоке. Во втором блоке в качестве адсорбента используют узкопористый цеолит КА в количестве 10-40% об. от общей загрузки силикагеля. Регенерацию цеолита осуществляют азотно-воздушной смесью при температуре до 400°С. Обеспечивается повышение селективности водоотделения адсорбентом за счет двухступенчатой адсорбции природного газа. 1 ил., 2 пр.

Description

Изобретение относится к подготовке природного и попутного нефтяного газа к транспорту, а именно к осушке и очистке природных газов, и может быть использовано в газовой, нефтяной, нефтеперабатывающей и нефтехимической промышленности.
Известен способ осушки и очистки природных газов, включающий двухступенчатую адсорбцию паров воды и тяжелых углеводородов на синтетическом углеродном адсорбенте и адсорбенте композитного типа, с регенерацией адсорбентов при повышенной температуре обратным током очищенного газа или атмосферного воздуха, выделении конденсата, а также охлаждении отрегенерированного адсорбента до температуры адсорбции. Адсорбцию осуществляют при температуре не выше 50°С и не ниже температуры замерзания воды или температуры гидратообразования, регенерацию осуществляют при пониженном давлении путем косвенного нагрева адсорбентов теплоносителем до температуры регенерации 80-150°С, и отдува десорбирующихся паров очищенным газом, подаваемым в количестве от 0,1% до 2,0% к расходу очищаемого газа, газ регенерации рециркулируют в поток очищаемого газа с помощью жидкостно-кольцевого насоса с использованием конденсата водяного пара в качестве рабочей жидкости, а регенерированные адсорбенты охлаждают путем косвенного охлаждения хладоагентом до температуры адсорбции [1] (Патент РФ №2497573, опубл. 10.11.2013).
К недостаткам способа можно отнести низкую динамическую емкость комбинированного слоя адсорбентов по углеводородам С5+.
Известен способ осушки и очистки углеводородных пропеллентов, включающий осушку и очистку углеводородного сырья путем пропускания смеси в жидкой фазе через сорбенты в трех последовательно расположенных адсорберах, первый по ходу технологического процесса адсорбер заполнен оксидом алюминия, второй по ходу технологического процесса адсорбер заполнен оксидом алюминия или цеолитом NaA, и третий по ходу технологического процесса адсорбер заполнен цеолитом NaX, или цеолитом СаА, или цеолитом СаХ [2] (Патент РФ №2508284, опубл. 27.02.2014).
Основными недостатками способа являются:
- осушка газовой смеси, находящейся в жидком агрегатном состоянии, что увеличивает технологическую сложность и стоимость установки;
- использование в качестве адсорбентов цеолитов 4А и выше, что позволяет адсорбировать широкий спектр соединений, продуктивно очищая от них газы, но не позволяет отделить углеводородную часть конденсата от воды;
- использование в качестве газа регенерации кислорода воздуха приводит к повышенному содержанию окислительного агента в зоне регенерации, что способствует росту температуры в зоне регенерации и снижает срок службы цеолитного адсорбента.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому способу очистки и осушки природных газов является способ, включающий контактирование природных газов с адсорбентом-осушителем и мелкопористым силикагелем, содержащим в своем составе от 0,01 до 0,5 мас. % соединений углерода. Контактирование природных газов с адсорбентом-осушителем и мелкопористым силикагелем осуществляют при соотношении адсорбента-осушителя к мелкопористому силикагелю, равном 5÷20% об. от общей загрузки комбинированного слоя адсорбентов [3] (Патент РФ №2447929, опубл. 20.04.2012).
Основным недостатком прототипа является отсутствие стадии разделения водно-метанольной смеси, благодаря чему возникает необходимость в ее утилизации.
Задачей настоящего изобретения является устранение указанного недостатка, а именно повышение селективности водоотделения адсорбентом за счет использования дополнительного адсорбционного блока со специализированным узкопористым цеолитом КА и использования для его регенерации обедненной кислородом воздушно-азотной смеси.
Сущность настоящего изобретения заключается в том, что заявляемый способ осушки и очистки природных газов, путем контактирования природных газов с комбинированным слоем адсорбентов, состоящим из последовательно расположенных по ходу природного газа адсорбента-осушителя на основе оксида алюминия и мелкопористого силикагеля, содержащего в своем составе 0,01÷0,5 мас. % соединений углерода, при соотношении адсорбента-осушителя к мелкопористому силикагелю, равном 5÷20% об. от общей загрузки комбинированного слоя адсорбентов, с последующей регенерацией очищенным газом мелкопористого силикагеля и адсорбента-осушителя, согласно изобретению обезвоживание выделенной в первом адсорбционном блоке водно-углеводородно-метанольной фракции осуществляют во втором адсорбционном блоке, где в качестве адсорбента используют узкопористый цеолит КА в количестве 10-40% об. от общей загрузки силикагеля, а регенерация цеолита осуществляется азотно-воздушной смесью при температуре до 400°С.
В данном техническом решении предлагается использовать в качестве адсорбента в первом адсорбционном блоке модифицированный мелкопористый силикагель, содержащий в своем составе 0,01÷0,5 мас. % соединений углерода, при этом контактирование природного газа с адсорбентом-осушителем и мелкопористым силикагелем осуществляют при соотношении адсорбента-осушителя к мелкопористому силикагелю, равном 5÷20% об., от общей загрузки комбинированного слоя адсорбентов.
Во втором адсорбционном блоке в качестве обезвоживающего адсорбента используется узкопористый синтетический цеолит КА, выпускаемый российскими производителями адсорбентов и катализаторов в промышленных масштабах в виде гранул (черенков) различного диаметра. Динамическая емкость цеолита КА по парам воды составляет, для гранул диаметром 2,9 мм - не менее 130 мг/см3, для гранул диаметром 2,0 мм - не менее 140 мг/см3.
В ходе осушки природного и попутного нефтяного газа в качестве побочных продуктов образуются газовые конденсаты, состоящие преимущественно из углеводородов С5+, и водно-метанольная смесь. Метанол в систему трубопроводного транспорта газа может подаваться на газодобывающих предприятиях (на стадии подготовки газа к транспорту), и в холодный период на газокомпрессорных станциях, для предотвращения гидратообразования. Высокая летучесть его паров обусловливает наличие введенного ранее в газ метанола на последующих участках сбора, подготовки и транспортировки газа. В результате на установках адсорбционной очистки природного газа образуется жидкая фаза, состоящая из углеводородной фракции и сточных вод, содержащих метанол и другие компоненты, вводимые при добыче и подготовке газа к транспорту, и утилизируемых преимущественно либо путем сжигания, либо закачиванием в поглощающий пласт. Это приводит к негативному воздействию на окружающую среду и к потере дорогостоящих реагентов.
Использование двухступенчатой адсорбции природного газа, с отделением жидкой фазы, содержащей углеводороды С5+, кислородсодержащие водорастворимые органические соединения (преимущественно метанол) и воду, в первом адсорбционном блоке на комбинированном слое модифицированного мелкопористого силикагеля, содержащего в своем составе 0,01÷0,5 мас. % соединений углерода, и последующим обезвоживанием жидкой фазы во втором адсорбционном блоке на узкопористом цеолите КА, используемом в количестве 10-40% об. от общей загрузки силикагеля (в зависимости от содержания воды в жидкой фазе) позволяет решить проблему селективного разделения газовой, водной и жидкой углеводородной фаз. Отделяемая таким образом вода имеет высокую степень очистки, а жидкая углеводородная фаза улучшает эксплуатационные характеристики и увеличивается в объеме за счет обогащения кислородсодержащими соединениями.
Использование синтетических узкопористых цеолитов обеспечивает глубину обезвоживания, не доступную применению обычных осушителей. Цеолиты способны действовать при высоких температурах и скоростях газового или жидкого потока, прочны при контакте с капельной влагой, что значительно ускоряет процесс разделения. Кроме того, они легко регенерируются и имеют срок службы от 2 до 4 лет в зависимости от условий эксплуатации. Цеолиты типа КА адсорбируют воду, аммиак и не задерживают молекулы больших размеров, поэтому могут быть использованы для сушки органических жидкостей с небольшой молекулярной массой (этиловый, метиловый спирты, ацетон).
Обезвоженная органическая жидкая фаза, полученная при адсорбционной осушке природного газа на силикагеле, включает кислородсодержащие соединения (преимущественно метанол).
На фиг. показана блок-схема, иллюстрирующая данный способ осушки и очистки природных газов.
Способ осушки и очистки природных газов реализуют подачей природного газа в первый адсорбционный блок 1, загруженный комбинированным слоем адсорбента-осушителя на основе оксида алюминия и слоем модифицированного мелкопористого силикагеля. На силикагеле происходит адсорбция углеводородов С5+ и паров воды. Адсорбционный блок 1, несущий основную динамическую нагрузку, состоит из четырех адсорберов, заполненных силикагелем. Целевой продукт адсорбционного блока 1 - сухой газ - поступает далее в транспортную систему, а десорбированная после регенерации силикагеля жидкая фаза подается в адсорбционный блок 2 на водоотделение.
Адсорбционный блок 2 состоит из двух адсорберов, заполненных цеолитом КА. После насыщения слоя цеолита водой первый адсорбер переключается на регенерацию, и разделяемый поток перенаправляется на обезвоживание во второй адсорбер. Циклы адсорбция-регенерация чередуются.
Регенерация цеолита осуществляется азотно-воздушной смесью при температуре до 400°С. Вытесненные из пор цеолита пары воды охлаждаются в холодильнике. Вода анализируется на остаточное содержание метанола и углеводородов и либо отправляется в систему промышленной канализации на биологическую доочистку, либо сбрасывается в водоем. Целевой продукт второго адсорбционного блока 2 - обезвоженная метанольно-газоконденсатная смесь - используется в качестве основы для производства высокооктановых бензинов.
Все вышесказанное характеризуется примером 1.
Пример 2. Данный пример иллюстрирует реализацию по способу осушки и очистки природного газа по примеру 1, отличающийся тем, что обезвоживающий адсорбционный блок установлен после холодильника, и на разделение в него подается жидкая фаза водно-метанольной смеси, содержащая следовые количества углеводородов.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Патент РФ №2497573, опубл. 10.11.2013.
2. Патент РФ №2508284, опубл. 27.02.2014.
3. Патент РФ №2447929, опубл. 20.04.2012.

Claims (1)

  1. Способ осушки и очистки природных газов путем контактирования природных газов с комбинированным слоем адсорбентов, состоящим из последовательно расположенных по ходу природного газа адсорбента-осушителя на основе оксида алюминия и мелкопористого силикагеля, содержащего в своем составе 0,01÷0,5 мас. % соединений углерода, с последующей регенерацией очищенным газом мелкопористого силикагеля и адсорбента-осушителя при соотношении адсорбента-осушителя к мелкопористому силикагелю, равном 5÷20% об. от общей загрузки комбинированного слоя адсорбентов, отличающийся тем, что обезвоживание выделенной в первом адсорбционном блоке водно-углеводородно-метанольной фракции осуществляют во втором адсорбционном блоке, где в качестве адсорбента используют узкопористый цеолит КА в количестве 10-40% об. от общей загрузки силикагеля, а регенерация цеолита осуществляется азотно-воздушной смесью при температуре до 400°С.
RU2016100693A 2016-01-11 2016-01-11 Способ осушки и очистки природных газов RU2652192C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016100693A RU2652192C2 (ru) 2016-01-11 2016-01-11 Способ осушки и очистки природных газов

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016100693A RU2652192C2 (ru) 2016-01-11 2016-01-11 Способ осушки и очистки природных газов

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2016100693A RU2016100693A (ru) 2017-07-17
RU2652192C2 true RU2652192C2 (ru) 2018-04-25

Family

ID=59497050

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016100693A RU2652192C2 (ru) 2016-01-11 2016-01-11 Способ осушки и очистки природных газов

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2652192C2 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2804427C1 (ru) * 2022-09-28 2023-09-29 Мамедов Карим Галеевич Способ многостадийной термической деструкции

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115739059B (zh) * 2022-12-29 2024-03-19 安徽国孚环境科技股份有限公司 一种废硅油胶的脱附再生装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1153961A1 (ru) * 1983-09-28 1985-05-07 Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектный Институт По Переработке Газа Способ глубокой осушки газа
EP1366794A1 (en) * 2002-05-31 2003-12-03 Air Products And Chemicals, Inc. Process for purifying gas streams using composite adsorbent
RU100920U1 (ru) * 2010-08-13 2011-01-10 Леонид Григорьевич Кузнецов Блок осушки мобильной компрессорной станции для получения компримированного природного газа
RU2447929C1 (ru) * 2010-10-01 2012-04-20 Открытое акционерное общество "Газпром" Способ осушки и очистки природных газов
WO2012103055A2 (en) * 2011-01-25 2012-08-02 Zeochem, Llc Molecular sieve adsorbent blends and uses thereof

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1153961A1 (ru) * 1983-09-28 1985-05-07 Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектный Институт По Переработке Газа Способ глубокой осушки газа
EP1366794A1 (en) * 2002-05-31 2003-12-03 Air Products And Chemicals, Inc. Process for purifying gas streams using composite adsorbent
RU100920U1 (ru) * 2010-08-13 2011-01-10 Леонид Григорьевич Кузнецов Блок осушки мобильной компрессорной станции для получения компримированного природного газа
RU2447929C1 (ru) * 2010-10-01 2012-04-20 Открытое акционерное общество "Газпром" Способ осушки и очистки природных газов
WO2012103055A2 (en) * 2011-01-25 2012-08-02 Zeochem, Llc Molecular sieve adsorbent blends and uses thereof

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2804427C1 (ru) * 2022-09-28 2023-09-29 Мамедов Карим Галеевич Способ многостадийной термической деструкции

Also Published As

Publication number Publication date
RU2016100693A (ru) 2017-07-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4835338A (en) Process for removal of carbonyl sulfide from organic liquid by adsorption using alumina adsorbent capable of regeneration
RU2408664C2 (ru) Объединенный способ удаления тяжелых углеводородов, аминовой очистки и осушки
US7449049B2 (en) Method of purifying a natural gas by mercaptan adsorption
US4025321A (en) Purification of natural gas streams containing oxygen
RU2613914C9 (ru) Способ переработки природного углеводородного газа
JPH10263392A (ja) 二酸化炭素と水の吸着方法及び吸着剤
EA034434B1 (ru) Способ регенерации адсорбирующего материала, используемого для отделения газоконденсатных жидкостей от природного газа
JP2004042013A (ja) 揮発性炭化水素含有排ガスの処理方法及び該方法を実施するための装置
CN105899288A (zh) 提供管道质量天然气的方法
RU2497573C1 (ru) Способ осушки и очистки природных газов и устройство для его осуществления
TWI634929B (zh) 經改良之酸性氣體吸附
RU2602908C1 (ru) Способ очистки природного газа от примесей при его подготовке к получению сжиженного метана, этана и широкой фракции углеводородов
RU2717052C1 (ru) Способ и установка адсорбционной осушки и очистки природного газа
KR20080036137A (ko) C2-c3 올레핀의 정제를 위한 흡착제
US10329495B2 (en) Process for removing oxygenates from naphtha
RU2652192C2 (ru) Способ осушки и очистки природных газов
CN104031682B (zh) 炼厂干气浅冷吸附-吸收分离氢气、乙烯方法
FR2868962A1 (fr) Procede de purification d'un gaz naturel par adsorption des mercaptans.
US6797854B1 (en) Process for drying a gaseous or liquid mixture with the aid of an adsorber composed of alumina and of a molecular sieve
RU2447929C1 (ru) Способ осушки и очистки природных газов
CN111655658A (zh) 通过吸附于沸石材料上从烯属原料中同时去除异丁醛和丙酮的方法
RU2213085C2 (ru) Способ осушки и очистки углеводородных газов от меркаптанов и сероводорода
RU2047589C1 (ru) Способ очистки углеводородных газов
Sarimsakova et al. Investigation of adsorption processes of sulfur compounds with natural gas in modified forms of clinoptilotite
GB2339706A (en) Solvent recovery and recycling by continuous adsorption and desorption of adsorbent beds.