Способ осушки и очистки воздуха от углекислого газа и углеводородов

(19) С 11) 1 В 53/02 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН рбенпри 60 С о нз ерп- генеИ. Бова,Е. ЛисцякА. Устино Ризен фельд Ф. С, дра, 1962, с. 3 8 - 319. получение, свойства и ука, 1971, с. 218 -ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬС(54) (57) 1. СПОСОБ ОСУШКИ И ОЧИСТКИ ВОЗДУХА ОТ УГЛЕКИСЛОГО ГАЗА И УГЛЕВОДОРОДОВ, включающий контактирование воздуха со слоем адсорбента при повышенном давлении, снижение давления до атмосфсрцого, регенерацию адсорбента продувкой нагретым азотом и охлаждение слоя адсорбсцта, отличающийся тем, что, с целью п степени очистки, увеличения срока службы адсорбснта и сцижеция энергозатрат, контактирование осуществляют в двух последовательных слоях адсо та, а регенерацию второго слоя ведут температуре подаваемого азота 90 - до повышения температуры выходяще слоя азота до 30 - 70 С с последующим одическим повышением температуры ре рации. 2. Способ по и. 1, отличающиися тем, что в качестве адсорбсцта в первом слое используют глинозем или неолит, а во втором слоецеол ит.3. Способ по пп.и 2, отличающийся тем, что регенерацию первого слоя адсорбецта ведут при температуре подаваемого азота 130 в -180 С для глинозема или 200 - 250 С для цеолита до повышения температуры выходящего из слоя азота до 30 - 70 С или 100 в 150 С соответственно,4. Способ по пп. 1 - 3, отличающиися тем, что процесс регенерации при периодическом повышении осуществляют при температуре подаваемого азота 250 - 280 С для глинозема или 350 - 400 С для цеолита до повышения температуры выходящего из слоя азота до 110 - 160 С или 200 - 250 С соотвстствен но.Изобретение относится к процессам очистки н осушки воздуха и может найти свое применение в установках высокого и СРДНСГО ДсЕВЛЕНИЙ ДЛЯ ПОЛУсЕЕИ 51 ЖИДКИХ Р газообразных продуктов разделения ВоздуХс 1.Известен способ осушки и очистки газа от лвуокиси углерода путем адсорбции на )еолптдх с (оследую)цей регенерацией насыпеенного ядсорбента при 230 С. При этом л(стп гяется точка росы газа по вл а ге - 59 С н остяточное содержание двуокиси углерода составляет менее 0,1 вес.о 1.Однако этот способ характеризуется недостаточно вьсоки(ми качественными характеристиками получаемого газа, а также вь(- сокой э(ергоех)кость 0 процесса.11 диболее е)лизким к предла(аемому по гехннческой суцности и достигаемому резусЬтсту является способ осушки и очистки воздуха от угл(кислого газа и углеводоро.Еов, включяюший контактирование воздуха со слоем ц(лита при повышенном давлении, снижение давления ло атмосферного, регенерацию неолита продувкой нагретым ло 350 . 400" С азотом В направлении, про ивовложном напрявленик потока воздуха до повыпения темнерятуры вьхо;еянесго из сл 05 алсорбецта дзота;ео 200 - 250"С, охЛс)ЖЛЕНИС С.Н)Я 1(ЕОГ)НТЯ ПРОДУВКОЙ аЗОТОМ В тм же нянрянл( пин и повып)ение давления Няд (.(",1 с,(СО)бС 13 Тя 2).1 СЛО("я 10 ИЗВ(.С ГИОП) С.105 5 В;15(СТС 51 и, по теперятурняя регенерация исноль- ЗСС 53;ЕЛ 51,Ес 310331353 ИЗ 1 ЕСО.11 Та,ЕВХ СЗКО. от;п(я Инеи хс 51 по соэб и ръемости 1 рмн и ВеЕЦС(ТВ: Нс)ров ВоЕЫ Р 151 ЖС,1 ЫХ уГЛЕНОЛОро- ЛВ С 0 НВй СТОРОНЫ, и УГЛЕКИСЛОГО ГЯЗД И ,сгких углеводородов с другой стороны.1 ровслсние процесса очистки и регенер- ции н о,шом слое (1;есорбс(тя неэкономично 11 рп сбросе давления от рабочего до атмосферного происходит резкое падение технературы неолита прп снижении с(80;(0 1;п а) ло -30 С. Следуюпеее зятем рс:3 ое повышение температуры с -30"(. до сИ) "(. Во время в(,(сокотс(5(псрат рнои рс е нсряши приводит к механическому разрушению неолита особенно в;)бовых слоях и снижению ВьсОть сл 051. В ус;10 виях значитес;1)иых Г)инсйных скоростсЙ азота и В ре.ЗХГ)П с)ТСПОНИЖСЦИЯ ВЫСОТЫ СЛОЯ Ця СТДДИИ регснсрсзции происходит перемешиванне ГРснХГ ЦСОЛИтя, ПО ПРИВОДИТ К ПЕРСМСЕЦС- ннк) ГрацГ, цахОд 51 щихся В лОбОВых сг 1051 х И Зс)цо:1 Н(3 Н Ы ( Трдцо,ЕЕсорби ру ЮШИИС 5 тяж(льи углеволороддми, в центральные и зямьк;(юзпс слои цсолита, что обуслянливдег 3 т(рк (О активности.,33 чцтег Н(й ПЕРСпсД тЕМНЕРДтУР Нс С(с(,1115 Х )ЧИСТКИ И СГС(РЯЦИИ НРР ПРОН(- ;Е( ННН ПРНЕССЯ ЦД (ЛЦОМ СЛОЕ ЯЕСОРбе(3 с НРОЯВЛ 51 Е ТС 51 В 1 Х ;ЕПСИИ с СТс (313(1 И Воздуха, п)ны(п(нии конц(цтряции у;,скис- лоты в ж 3 лких нроцктях э;3:3,сгс:3 (496 рр г) . 1 Является и( обхо,е 3353 "Гь,(003(тки товарного пролуктя, нрн ир часть его теряет(я. Кроме ого, 3)нь:31(пи(;о,ц- ржани (.О 311 Входе Б Возлхрс),3,Ес 3 и Г ,.и О УетапоВКУ ВЫЗвс( Г 3 ЯМОРЖННЯи С В трубОПрО(Нда Х. яр М си урс и; .ярятд Х, ряботак)ших при т( (И33(урях н 3.с 1.)3 К, И ВСГ.ЛСТВИС ЭТОГО Х Х 1 Н)ИсПК 1(Г- ни ря(нчей кмп;)нпц )я 10,1 3Вя;по н;итсльных олгяцовок 3 я 0 огне 3 , и (р службы сорбсгч н 6.(Кроме того, изв(стнын с 30(ХрсРи:3 СТС 51 110 Е 3:11 П(ЦНОР 5 С,)(.1 С :3( 33;)", - 3(ЕСС), Сост В,5 ПОНЕ(.ПК(3 ." (13 с еио с;.Оя (со,3 т(.1 сгь из(к)ет(313 (Г(Г 3101(н3:с." в,3ОС( И КП 3 Ч (1 КН 33 1 Х 3 0 3Сц(, О(ГВЗа И ГГС(30,Е(р(,ЕО 3, (Нцс(3,цс ЭС)3(Т- , рдТ и ИЛИ 1 С)ИС(с С ХИб,1 Р.ЕСО)бС;тя.110 сг;н.с(нд п(ль,е)си,ц с): , ГоСо,сСИ 0 (Н)С(0ОСХ НК Н.)НП И 3,1 Х сот тяжелых углеводородов. В обычных блоках осушки. работающих на активном глиноземе, температура регенерирую(него азота составляет 250275 С, Для удаления из слоя при его регенерации основной массы паров воды ;(остаточно нагревать азот до 130 - 180"С и вести процесс до повышения температуры выходящего из слоя азота до 30 - 70 С. При этом влагосодсржацие осуцен ного 130 3(духа составляет ( 20) - , -- 30) "С Т 4.Ио м(рс циклической отработки первогс слоя В режичс суцкд-регенерация происходит постепенное накапливание адсорби- РОВЯ ННЫХ Т 5 ЖСЛ Ы Х УГЛ СВОДОРОДОВ, ЧТО П РИ- во;1 и Г к ухудшснию качества осушки ло 10"-С т.р. 11 оэтому через каждыс 15 - 50 циклов осушка-регенерация слой адсорбентя следует подВ(рГять Высокотемц(рятмрцой рсГС 1(.рации 3 рГсч 1 срзтурс Гркс Язо. тз 250 - 275 С ло цовьпнеция температуры выходящего из слоя азота ло 100.-150 С.11 ри этом присходит удаление из слоя основной мзы ялсорбированных тяжелыхглс(н;цродо1 ГИЙ (ГОЙ д.СО)О(нтя 1 рс,(паз ця(и лля лоосушки Волука и очистки его от углекнс.ю оЯзя и л(гкцх углеволоролоч состоит и)Симуцествснцо из гранул:(солитд, напримерх ЯХ. Регенерация сорбентво вт(- ром слое проводится азотом при 9060 С лО Овьц 1 си 5 тс)1 срдтуры дзота цВыход( с,.оя ло 30 - 70 С.Такие условия регенерации об(сц ивзют удаление из цсолита углекислого гззз и углеводородов и в то же рсчя соответствуют минимальным энерго- затратам на регенерацию. В этом интсрьале лостигак)тся затраты энергии, которые соответству)от ингсрвалу температур греющего азота 90 -60" С и составляют /) 125 кВТ(1 цз одну регенерацию цеолита.1 аким образом, разделение здсорбецта ца лва слоя и выбор оптимальных условий регенерации кяжлп о из слоев даст возможность зцдчпсльно снизить эцергоззтрдты ца (суНку и очистку воздуха от углек(3 слого гдзз и углсволородов. Проведение процесса при относительно 11 сболыд(их перепадах температур цз стадиях очистки и регенерации црволит к увсг)И 1 сцик срока службы ядсорбсцт 3. Ввелснис и риодической высоко- )(хцСРР)тУРНГ)Й Рсгсн(Р)3135)и 303 ол 51 ст 10 длержть треб) ечос ка сство оц 3 Ски воз- ЛХ(1.),1(е (. стано(кз сйстоит из ЛВух парялл(лыю работа)ощих линий, каждую из кпор ых состд 3.яют лвя после.1 оватсльцо Со(1 И;( ЦЫХ С,1051;1 КИ 30 Г) Г;ИЦОЗСМЯ И цсол 1 та 1 Х. Гцм( цц ццых соответственно 3 013.1, он с ч ео(эо00 .три няр яллслы 0ослцсцн,х бд,Ло з общей емкостью 200 л. Предварительно оба слоя подвергают высокотемпературной регенерации: активный глиноземпропусканием нагретым до 280 С азотом до достижения его температуры на выходе из слоя 50 С, неолит нагретым до 400 С азотом до достижения его температуры на вь)ходе из слоя 250"С.Воздух пол лавлсццсм 8 МГ 1 а и с рдсхолом 2400 нм,(ч пропускдют в течение 12 ч последовательно через слой активного глинозема и неолита ХР)Х и направляют в Возлухоразг(сл 3 тсль 13 ы)3 аппарат. В это время во второй Параллельно ра(отающей линии осуп(естляют подготовку адсорбента к осуц)- кс и очистке, лля чего сбрасывают в течение 20 миц давление, д здтем проводят незя Вии)1 ую рсГсц(рацию к(1 ждОГО сл 051 ц)опусканием подо рсто о отбросного дзота из озлухордз(1 слиельоо аппарата, При р- генерации активного глинозема азот цологреяют с почопц ю элсктропологрсвз- Г(ля ло 160 С, нр)цссс продолжают ло ло- СТ)ж(НИ 53 Т(МП(.)13 ГУ)Ь Дэота 3 З ВЫХО з( 3 слоя ло;О ( 10(л( СГО элсктропО,(Огре(3- 3 3(1 ь д 13 ТОмти 1 сск и от(;но чдетс 53, 3 и 3 Ох,1 Ж,СЦ 1 С ЯКТ)3 Ц 1( ГЛИЦОЗСЧ(3 ЦОДЯОТ О- бросный азот при 15 С. Цсолт регецерируот оторосным язоточ цри 20 С. Г 1 ри достижении тсмц(рзт,ры дзота ця выходе из слоя цсол ит д 50 С эг)ек) роцоло греватель отк зю - чают и слой охляжлдкт отбросным азотом при 15 С. После завершения сталин охлаждения давление цал слоями активного глинозсча ц неолита повышают до 8 МГд. галсе в тсчеццс 45 миц производят постепенное вкл)очеццс подготовленных с;н(В В работу, после его отработаццыс слои злсорбснтд ставят цз подготовку к осх шкс и о 13 сткс (сброс лзвлснпя, регенерация, охлаждение, подъем лявлсния).Через 30 сут оба слоя ядсорбента цолв( р гя ют высокотемпературной регенерз в и: активный лицоз(мнагретым до 250 С дзотом ло достижения его тсмпсратурь( цд в холе цз сгц)я20 "С, цеолит - цагреты м ло 350 С азотом ло достижения его темп(- рз 1 уры цд выходе цз слоя 230 С. Г 1 ослвысокотемпературной регенерации установку переводят цд второй режим, а через 15 сут после очерелцой высокотемпературной р- генерациинд третий.РДООТЯ УСЦОКИ По ОСХШКЕ И ОЧИСТК( возл, хз нр( д,)ждется в течение 95 сут. Псриоличсски зяч(ряют влажность и коццсцтрц 0; Г,( 33 с.оть(. В пос;1 елние л 1 Н перел чсрслцоц Вьсокотсмцсрдтурцой р- гецср;писй кицчпрдцця углекислого г 3:3; вНн;сцН)м )о.1) х( достигает 4- 5 ррСр.1 с. со 1 Р,к янис 3 ц(рцод мсжлу ысоко и, ;3 рч 1 1)(3013 сряц 13 ях)и сост 3- ляс 3 ррах., хул 1 сни 51 качеств)1 пр 01 укт 13 рззлс,)с:И 51 зл) х 3 с Обдр) живяст(53.-Заказ 6809/6 Тираж 681 Г 1 одписнос ВНИИГ 1 И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д 4/5 Филиал ППП сПатент, г. Ужгород, ул. Г 1 роектная, 4Лример 2. В установке, описанной в примере 1, вместо активного глинозема используются цеолит )Х)аХ, а ее работа осушествляется аналогично. Использование предлагаемого способа позволит получить экономический эффект не менее 30 тыс, руб. на каждый блок разделения, который обусловлен увеличением срока службы адсорбента, увеличением времени рабочей композиции (уменьшение числа отогревов), снижением затрат электроэнергии при регенерации, а также исключением необходимости в использовании дополнительных мер по охлаждению цеолита после термической регенерации, например впрыска в поток охлаждаюшего азота жидкого азота и т. д.