Способ очистки газа от сернистых соединений

о газа ЫХ КОМПОНерода Ю ИЗО энергетич то сероводоросернистыхния являет углЦе ть и ете ких следовательпо перера с в 1984.С) Ю каждой зоны, шим давлением е. в учас и выв одят адин абсо ки с ме способамщего газам абсорбциив газовой,сит ся содер с низа ка) -бции, т.е.ем, При этоммую нижнюю1 и зоны или тов пут ьзовано из мест с бол очищенный газ шим давлен ют в скоп, химиче скои, гих отраслях проки природного,зону или стаднаибольшее д следов ат дят очищенный газ из зоны наименьшегоное количество масов в каждой зоне ог ов давления. О(беров завис имял емен а ий зон, стмперят чес т о уры, павл компонент ния цен ра 1(иигазе(исль типа,з нечищаемом нцентряции ОПИСАНИЕ ИЗО(71) Всесоюзный, научно-исский и проектный институтботке газа(54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ГАЗА ОТ СЕРНИСТ 1 Х СОЕДИНЕНИЙ(57) Изобретение относится к способам очистки углеводородсодержащего газа от кислых компонентов путем абсорбции и может быть использовано в газовой, нефтяной, нефтехимической, химической, коксохимической и других Отраслях промьппленности для очистки природного, нефтяного, коксового газа, газа пиролиза и крекинга, метяллургическрИзобретение отночистки углеводороОт кислых компОнени может бить испогнефтяной, нефтехимиКОКСОХИМИЧЕСКОЙ Имьпюленности для о нефтяного, коксового газа, гяз лиза и крекинга, метяллургичес газа и т .д, от кислых компонен сероводорода й диоксида углерод сернистых соединен 1 й,Известен многозонный способ тором ябсорбент подают в каждую скольких зон. стадий абсорбции ЯО 1699545 затрат на процесс очистки газа от килых компонентов и соединений серы,увеличение степени насыщения абсорбента. Способ заключается в том, что абсорбцию кислых компонентов газа проводят с подачей абсорбента из зоны,щеющей большее давление, в зонуимеющую меньшее давление, причем в зону меньшего давления подают газ с более высоким содержанием кислых компонечтов (в 1, 1-10 ряз) по сравнениюс газом, подаваемым в зону большегодавления. Перед подачей ябсорбентаиз зоны большего давления в зону меньшего давления абсорбент подвергаютоохлаждению до минус 20-50 С, а давление между зонами поддерживают равным0,002"6,0 МПа. 1 з,п. Ф-лы, 1 ил .,1 табл,ию абсорбции, имеющую ление, пропускают по- через все зоны и выво -абсорбента и колеблется в пределах2-10.Недостатки известного способабольшие энергетические затраты, свя 5закные с подачей и каждую зону абсорбции регенерированного абсорбента привсе уменыпающихся от зоны к зоне парциальньгх давлений кислых компонектовв очищаемом газе, невысокая селективкость извлечения СО и Н Я: низкаястепено насыщения абсорбента кислымикомпонентами (О, 1-0, 3 моль/моль);недостаточная очистка газа от сероокиси углерода СОК, в результате малоговремени контакта его с раствором ами -на (например, диэтансламина), что приводит к низкой степени гидролиза СОЯдо СО и Н Я; невозможность применениядля очистки богатых кислыми компонен"тами (10-50 об.%) углеводородных газовэкономичных способов очистки с использованием высококонцектрированных аминовых растворов (25-30 мас.% МЭА, 4050 мас.% ДЭА) из - за выделения большого тепла реакции при малых расхсдахабсорбента; металлоемкость и громоздкость установки очистки, связаннаяс необходимостью применения большогоколичества аппаратов и низкой степе 10нью насыщения абсорбекта кислыми газами (0 1-0 3 моль /"оль),Известен способ очистки газа откислых компонентов в трех абсорбциокных зонах, стадиях, аттпарата. Дляудаления сероводорода и диоксида углерода из газового потока, содержащегоуглеводороды в известном способе газпроходит последовательно три стадииабсорбции с уменьшающимся давлением,в каждую из которых подается регенери в .рованный амин и из каждой стадии выводится насьпценный кислыми компонентамиабсорбент, который в каждой стадиипоступает в зоку с меньптим давлекием,а выводится из зоны с большим давлением.Недостатки известного способа -большие энергетические затраты, свя -занные с подачей в каждую-зону абсорб-.50ции регенерированного абсорбента при, все уменьшающихся от зоны к зонепарциальных давлений кислых компонентовв очищаемом газе; невысокаяселективность извлечения Нф и СО,. 55низкая степень насыщения абсорбентакислыми компонентами (0,1-0,3 моль//моль); невозможность применения дляочистки богатых кислыми компонентами(10 - 50 об.%) углеводородных газов экономичных способом очистки с использсванием высококонцентрированкь 1 х ами -новых растворов (25-30 мас.% т 1 ЭА к 40 - 50 мас.% ДЭА) в связи с увеличением температуры абсорбции при вьтделг нии в зонах тепла реакции, ведущеи к значительному снижению степени насьпцения абсорбента; недостаточная с-исткагаза от ГОБ в результате низкой температуры абсорбции (30 - 50 С) связанная/с низкой степекып насьпцения и недостаточным временем контакта СОК с абсорбентом; металлоемкость и громоздкость установки очистки, связанная с необходимостью применения боль 1 пого количества аппаратов и низкой стет енью насыщения абсорбента кислыми газами (0,1 ОЗ моль/моль).Цель изобретения - снижение энергетических затрат на процесс очисткигаза от кислых компонентов и соединений серы, увеличение степени касьпцекия абсорбента.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу очистки газа откис 1 ть 1 х компонентов и сернистых соединений путем абсорбции в. нескольких стадиях, ступенях, мас ссо бмекных зонах с подачсй регекерированного абсорбекта в каждую из зон и выводом касьпценкого абсорбекта из каждой зоны абсорбцию кислых компонентов газа пр.чсдятс подачей абсорбекта из зснь., имеющейбольшее давление, в зону тмеющуюмекыпее давление причем в зсну меньшего давления ттодап 1 т газболее высокж 5 содержанием кислых компонентов(в 1 1-10 раз) по сравнению с газом,подаваемым в зону большето давления,и перед подачей абссрбекта из зоныболыпего давления в зону меньшего давления абсорбент подвергают охлаждениюдо минус 20-50"С, а разницу давлениймежду зонами поддерживают равной0,002-6,0 ИЛа.Подача абсорбента из зокы большегодавления в зону меньшего давленияпозволяет селективно докасытить абсорбент кислыми компонентами при подачев зону меньшегс давления углеводородных газов с более высокой концентрацией кислых компонентов,Такая подача абсорбента позволяетс большей энергетической выгодой очистить, например, газы сепарации нефти,содержащей кислые газы, в которых газпервой ступени сепарации имеет давле 1699545ние 4-6 ИПа при низком содержании кис,лых компонентов (до 10 об.%), а газвторой и третьей ступеней сепарацииимеет давление соответственно 2-3 и0,6-1,0 МПа. Кроме того, предлагае 5мая подача абсорбента позволяет сбольшей экономической выгодой очистить газ различных месторожденийна одной и той же установке.ДПри подаче сероводородсодержащихгазов первой ступени сепарации на очистку в первую зону абсорбции степеньнасьццения абсорбента кислыми компонентами составляет О, 3-0,45 моль/моль, 5а при подаче газов второй или третьейступени сепарации невти во вторую абсорбционную зону - 0,4-0,8 моль/моль,Следовательно, при подаче абсорбентаиз первой зоны во вторую, т.е, иззоны с большим давлением в зону сменьшим давлением, абсорбент донасыщается кислыми газами, при этом расход абсорбента во второй зоне снижается на 10-40%, что приводит к снижению пара на регенерацию абсорбента,энергии на перекачку Л охлаждение,т,е. к снижению энергетических затрат.Кроме того, при подаче абсорбента 30из одной зоны, имеющей более высокоедавление, в другую, имеющую низкоедавление, вместо вывода его на регенерацию увеличивается время гидролизаСОБ и НБ и СО, причем при болеевысокой температуре, что способствуетснижению концентрации ГОБ в очищаемомгазе и в газах регенерации амина иувеличению степени очистки газа поСОБ, а следовательно, и уменьшениюСОБ в отходящих газах установки Клауса, что в конечном итоге ведет к снижению энергетических затрат, связаннь 1 х с гидрированием СОБ на установке доочистки. 45Промежуточное охлаждение насыщенного абсорбента перед подачей в абсорбционную зону, имеющую низкое дав-ление, позволяет снизить температуруабсорбента до 5-40 С,. снять теплореакции, что ведет к увеличению степени насыщения обычных растворов амина и селективности ипозволяет применить для абсорбции высококонцентрированные растворы абсорбентов, в частности МЗА (25-30 мас.%) и ДЗА (405555 мас.%), что ведет к резкому (на 2040%) снижению энергетических затратна процесс разделения. Подача Газа с большим содержаниемкислых компонентов в зону меньшегодавления позволяет очищать газы низких ступеней сепарации нежити на однойустановке с газами высоких ступенейсепарации (по давлению), а также газь. различного давления с разных месторождений.На чертеже показана схема, иллюстрирующая предлагаемый способ.Способ осуществляют следуюцр 1 м образом.Неочиц,енный газ 1 высокого давления 1,0- 10,0 МПа) с температурой 3070 С поступает в абсорбер 2, передкоторым газ смешивается с газами 3,поступающими из абсорбера 4 с болеенизким давлением, через компрессор 16,В абсорберах находится, например, потри и более зон насыщения абсорбента,куда подается регенерированньцй абсорбент 5 - 8, При этом абсорбент можетподаваться насосами 9 и 10 на каждойстадии абсорбции из зоны с более высоким давлением, например с низа абсорберов 2 и 4, на более высокие тарелки абсорберов, т.е. в зоны с болеенизким давлением, по линиям 11 и 12или по линии 13 из первой стадии абсорбции 1 более высокого давления навторую стадию абсорбции 4, имеющуюдавление, например, 0,6-3 ,П 1 а,о1 ля снятия тепла абсорбции абсорбент охлаждается в холодильниках 14 и15 хладагентом. Газ в абсорбер 4 поступает с температурой 30-70 С по линии 18, по линии 17 насыщенный абсор.бент поступает на регенерацию. Приэтом в зависимости от содержания кислых компонентов в очищаемом газе идавления достигается степень насыщения абсорбента 0,5 - 1, 2 моль/моль.Предлагаемый способ апробируют расчетным путем. П р и м е р 1. Для очистки во вторую зону абсорбции 4 подают газ второй и третьей ступеней сепарации и стабилизации нефти с давлением 2,5 ИПа и содержанием НБ 25 об,%, СО 4 об.%. Частично очищенный газ из второй ступени абсорбция компримируют до 6 ИПа и вместе с газом первой ступени сепарации с общим содержанием Н Б 10 об.% и СО 2 об.% подают на очистку в первую зону абсорбции 1 высокого давления. На моноэтаноламиновую очистку подают газы состава и дав 7 1699545 8ления установок оч 1 лстктл газа с концентрацией амина 30 мяс.%.При этом регенерированньй абсорбент подают спо две на каждой стадии)спри.температуре БО С, по из первойзоны, имеюЩей Высокое Давлениер насыщенный абсорбент падают на пятнадцатую массоабменную тарелку второйстадии, зоны, имеющей боже низкоедавление при температуре 60 С.оКоличество газа на очистку В первую зону составляет 155600 кг/ч,ва вторую зону 11550 кг/ч. При этомколичество регенерировянного абсорбентЯр паДавасмага в пеРВУю занУрсоставляет 1200000 кг/ч (,33% раствора ДЗА), во вторую зону 200000 кг/чпРИ степенЯх насыЩениЯ Орб моль/моль,С газом аналогичного состава и количества проводят абсорбцию известнымспособом с раздельной подачей абсорбента. При этом Общее количестьоябсорбента на абсорбцию при предлягаемом способе снижается до1100000 кг/ч т.е. на 12%. Количес ВО СО сканцентра(Ни Ор 001 Об% онижается в предлагаемом способе ня 80%в известном ррах 20П р и м е р 2. С газам аналогично.-"го состава и кап-;:"ествя проводят Ябсорбцию 48%-снь(м ястворам ЗЛ с промежуточным ахлаяцепиел по (0 С Приэтом расхоД а орбента составттяетУ800000 кг/ч т. е. с,тижается.в сравне:.1 иит (5с примерам 1 тя 20% 1 т; и-;.-т яамтрспособу с подаче( газа последователь-.на в три абсорберя коли .ество абсор-".бента возрастает в 2 р 5 раза до степени нас.ыщения кислыми газами О 3 вмесР -рОто О. 7 моль/моль по предлагаемому спо-абуП р и м е р 3. С газам аналогично.го состава и количества яналогичньу образом как в примерах 1 и 2, проводят абсорбцию при охлаждении абсорбента до минус 20 С,ОДанные примеров 1-3 сведены в тяблицу,Таким образом, при подаче ябсорбентя .по предлагаемому способу энерге ические затраты, связанные с обьемом циркулиру щего абсарбента, снижаются В сравнении с известным способам в 1,2-.2,5 раза блггоцяря новому приему аб;- сорбции з сочетании с Охла",сценпем абсорбента по более низких температур.Формула из о бр ете ния1, Способ Очистки Гязя От сернистьх саеди:енийр Включающисй их Ябсарбпию 1 тСтт ОТЧТРЛЕ В НРСтС 1-рКЬХЛтлСОО тмс. (ных зонах с паследустщим отвоцом насьтщенного поглатителя из кяжцой зоны на регенерацию и папячу регеь(ерированного поглотители в каждую зону а гл и ч а ю т и й с я тем чтср ; цельюнижения зневгозятрят и увелиле -ния степени нясыщен 1"Я поглотите 1 я, яб"СорбпКЮ аСущЕТЧЛЯтт П;тСЛ ПатЯЧИпот лс виталя из зоныимеюгте. (тсльцеедавлентле в зсрну, имеющую меныяее цавление, при разнице давлеьплй межпу запями О 002-6,0 ИПя с промежуточным Охла.",".,ением паглотителя ме:.,: у зонами ДО " оа у(ми 7 с, )/тС (.р ПО,1 ЧЕМ В З, НУ МЕНТ ЩЕТ О ДЯВЛ;НИЯ Попав ,ют гзз с содержян.;тем примесей в 1 р 1- 10 вяз больш Рр чем ь золу Гс)лыцегои сля2. СНОсао по и,О т л и ч Яющ и й с я (ем. ита при Очпстк газа тизкит саперж";нирр паимеей сжл -мают и падают в зону большего давпения1699545 10 Параметры 1 2 1400000 1200000 800000 500000 50 минус 20 90 10 О, 3-05 0,9 0,6 62,5 О, 105 0,04 0,06 Составитель Е.Корниенкоз Техред АКравчук тор С Шекма актор .А. Ко Заказ 4418 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С113035, Москва, Ж, Раущская наб., д. 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент" город, ул. Гагарина,01 Количествоциркулирующегоабсорбента,кг/чТемпература абасорбента, Спосле первойстадии абсорбцииСтепень насыщения абсорбентакислыми компонентами,моль/мольДавление абсорбции, МПа,ступенипервойвторойЭнергетическиезатраты,кВт.10 Показатели для способа предлагаемого известного