Способ осушки сероводородсодержащего газа

СОЮЗ СОВЕТСНИХпвиьлетмсниРЕСПУБЛИН ае св ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ(71) Всесоюзный научно-исследователь ский институт природных газов (53) 66.073.2(088.8)(56) 1, Авторское свидетельство СССР В 502647, кл. В 01 П 53/26, 1974.2. Подготовка и переработка газа и газового конденсата, Вып. 2, ВНИИЭгазпром, 1982, с. 38-42 (прототип) . Ш Р 25 1 3/00 // В 01 Р 53/26(54)(57) СПОСОБ ОСУШКИ СЕРОВОДОРОД- СОДЕРЖАЩЕГО ГАЗА, включающий контак тирование его с диэтиленгликолем, выветривание и последующую регенера цию насыщенного осушителя, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности процесса за счет снижения расходов на утилизациюгазов выветривания, последнее осуществляют в две ступени, первую изкоторых ведут под давлением 2,04,5 МПа и температуре 293-343 К, авторую - под давлением 0,15-0,5 МПаи температуре 383-4 13 К и регенерированный осушитель перед подачей настадию контактирования смешивают сгазами второй ступени выветривания.Изобретение относятся к способамосушки газа, ,в частности природного,и может быть использована в газовойи нефтяной промышленностях для осуш"ки сероводородсодержащих газов. 5Известен способ осушки сероводородсодержащего газа контактированиемс гликолем. Регенерацию последнегоосуществляют нагревом и отдувкой бессернистым газам, получаемым пря кон Отактировании части осушенного газа срегенерированным гликолем 11,.1Недостаток данного способа - установка дополнительных колонн высокого давления. что повьппает металло- иэнергоемкость установки,Наиболее близким к изобретению потехнической сущности и достигаемомурезультату является способ осушки газа включающий контактирование его с 2 Оабсорбентом. выветривание и регенерацию отдувом в специальной колонне 2,Недостаток известного способа высокие расходы на утилизацию газов выветривания, содержащих сероводород 25 высокой концентрации.Цель изобретения - повышение эффективности способа за счет снижения расходов на утилизацию газов выветривания,ЗОПоставленная цель достигается тем, что согласно способу осушки сероводородсодержащего газа, включающему контактирование его с диэтиленгликолем, (ДЭГ) выветривание и по 35 следующую регенерацию насыщенного осушятеля, выветривание осуществляют в две ступени, причем первую из них под давлением 2,0-4,.5 МПа и температуре 293-343 К, а вторую - под дав 40 лением 0,.15-0,5 МПа и температуре 383-413 К я регенерированный осуши- тель перед подачей на стадию контактирования смешивают с газами второй ступени выветриваняя.45 Блажный сероводородсодержащий газ подают в абсорбер, орошаемый аб - сорбентом ДЭГ. Давление в абсорбере 3-8 МПа,. 0 сушенный газ выводят из абсорбера, а абсорбент, насыщенный во О дой, углеводородами и сероводородом подогревают в теплообмеянике и подают в выветриватель 1 -й ступени, работающий при давлении 20-4,5 МПа и температуре 293-343 К. За счет снижения 55 давления и повьппеняя температуры из абсорбента выделяется часть поглощенных газов. При этом режим в выветри 203 Хвателе выбирают таким образом, что из насыщенного абсорбента выделяются практически только углеводороды. Газ выветривания с верха выветривателя 1-й ступени подают в топливную сеть.С низа выветривателя 1 -й ступени отводят частично разгазированный насьпценный абсорбент, подогревают его в рекуперативном теплообменнике. дросселируют до 0,15-0,50 МПа и подают в выветриватель 11 -й ступени, где происходит полное выделение из абсорбента поглощенных газов (сероводород, двуокись углерода, углеводороды) . Температура П -й ступени выветривания 383 в 4 К.Абсорбент из 11 -й ступени выветривания направляют в блок регенерации, а затем в буферную емкость.В смеситель в поток регенерированного раствора подают газ 11 -й ступени выветривания. При контактировании раствора ДЭГ с газом выветривания происходит поглощение сероводорода,В зависимости от состава и количества газа выветривания для обеспечения избирательного извлечения сероводорода из него в поток газа подают весь объем регенерированного раствора или только часть его.Углеводородный газ, отводимый из буферной емкости, не содержит сероводорода и может быть использован в топливной сети или для другой цели.Извлеченный из газа выветривания сероводород возвращают в цикл в регенерярованном абсорбенте. На стадии абсорбции это снижает извлечение сероводорода и позволяет увеличить коэффициент его утилизации на стации очистки,Таким образом, проведение выветривания в две ступени с контактированяем газа 11 -й ступени выветриванияс регенерированным абсорбентом прибольшей кратности орошения последнепозволяет получить топливный газ,не содержащий заметных количеств сероводорода и не требующий специальной очистки для его использования,П р и м е р, Природный газ, содержащий 4 об,Г сероводорода и 0,33 г/м воды, контактируют в абсорбере с регенерированным раствором ДЭГ концентрации 99,0 мас,7. Расход газа 100 тыс. м ч, ДЭГ 1,3 м /ч. Давление в абсорбере 8 МПа, температура(преимущественно метана) и 3 мас.7,воды.На 1 -й ступени выветривания при5давлении 2 ИПа и температуре 323 Киз раствора ДЭГ выделяется 7,69 м /чгаза, состоящего иэ 7,68 м углеводородов и 0,01 м сероводорода. Газпригоден для подачи в топливную сеть 1 Обез очистки от сероводорода,На 11 -й ступени выветривания притемпературе 393 К и давлении 0,4 МПавыделяется 15, 19 и /ч газа, состоящего из 14,29 м сероводорода и 150,90 м углеводородов. Этот газ смешивают в трубке Вентури с регенерированным раствором ДЭГ, Затем полученную смесь подают в водяной холодильник, где охлаждают до температуры 308 К. При этом из газа поглощается 14,293 м сероводорода и0,9 м углеводородов, Насыщенный сезроводородом и частично углеводородами раствор ДЭГ подают в буферную емкость, Непоглощенные углеводородыв количестве 0,53 м /ч, содержащиене более 0,20 об,7 сероводорода, сверха буферной емкости отводят в топливную сеть. 30Раствор ДЭГ с низа буфернсй емкости насосом подают на верх абсорберадля контактирования с газом.В табл,1 приведены режимь абсорбера, ступеней выветривания и контактирования ДЭГ с газом 11 -й ступени,35а в табл,2 - составы потоков, соответствующих этим режимлм,При ведении процесса выветривания40в одну ступень, например при режимеР=2,0 МПа и ТК (пример 1 ), приконтактировании газа выветривания сраствором ДЭГ последний поглощает 1,35 м углеводородов, Остаточный газвыветривания состоит только из угле 45 водородов и его можно использовать в топливной сети.Однако в этом случае насыщеннымДЭГ в десорбер поступает 15,19 мз/ч 50газа, содержащего 14,29 м (94,08 об.Е) сероводорода и 0,9 м углеводородов,Выделенный в десорбере "аз имеетсостав, об,/.: НЬ 94,08, углеводороды 5,92. Такой газ нельзя испольэовать в топливной сети и выбрасыватьв атмосферу. Кроме того, наличие вгазе десорбции большего количества 203 4сероводорода обуславливает изготовление блока десорбции из специальныхмарок стали, что значительно удорожает стоимость установки,Если выветривание вести в однуступень (в режиме 11 -й ступени гыветривания гримера 1 при Р=0,4 МПа Т==393 К) то весь растворенный га: выделяется из ДЭГ. При контактированиирегенерированного раствора ДЭГ с газом выветривания, с последующим охлаждением до 45 С ДЭГ поглощаето11,7 м сероводорода и 0,23 м углеводородов. Остаточный газ, не поглощенный ДЭГ (10,95 м /ч), имеет состав, об.7.: углеводороды 72,26,Н 25 23,74. Газ такого состава нельзя использовать в топливной сети.Утилизация газа такого составатребует дополнительных расходов,Таким образом, двухступенчатоевыветривание является необходимым.Режим 1 -й ступени выветриванияобуславливает необходимость обеспечения получения малосернистого газа,пригодного для использования в топливной сети.Режим 11 -й ступени выветриванияобеспечивает выделение растворенныхуглеводородов и сероводорода из ДЭГс газом 11 -й ступени выветривания споследующим охлаждением смеси, про -исходит поглощение иэ газа практичес .ки всего количества.Для определения характера влияниярежима ступеней выветривания на показатели установки осушки, работающеи по предлагаемой схеме, приведенытакже другие примеры.Как показывают данные примеров- ",1"- 1, при изменении параметров 1 -йи 11 -й ступеней выветривания не обеспечиваются цели предлагаемого изобретения; в случае снижения давления(пример) или повышения температуры (пример Ч 1 ) 1 в .й ступени выветривания получаемйй газ содержит 1,153Ни его подача в топливную сетьневозможна.При повышении давления 11-й ступени выветривания часть сероводородане выделяется из раствора ДЭГ и поступает с ним в блок регенерации(пример ",П ), что обус.вдавливает изготовление последнего из дорогостоящих сталей. При снижении давления во 11 -й ступени выветривания при контактировании+ газ выветВыветриватель 11-й ступени Выветриватель1 -й ступени Абсорбер Пример Т, К Р, ИПа Т, К Р, МПа Т, К Р, МПа ривания после охлаждения К 313 393 323 0,4 318 0,5 343 0,4 293 0,15 363 0,4 363 0,4 343 0,6 343 0,1 2,0 293 8,0 383 313 318 8,0 308 413 4,5 318 8,0 293 403 2,0 318 8,0 313 393 2,0 318 8,0 303 313 2,0 8,0 413 313 318 8,0 293 413 318Ч 111 8,0 Таблица 2 Пример П 1 Поток НасьпценныйрастворДЭГ,8,58 14,30 18,4 20,0 18,4 20,0 18,4 20,037,5 62,50 47,92 52,08 4792 52,08 47,92 52,08 мЗ /ч об.7 Газ 1-й ступенивыветривания,газа с ДЭГ не происходит полное поглощение сероводорода из газа (при-. мер Ч 1 И ). Утилизация остаточного газа требует дополнительных расходов.Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с известным позволяет без применения компрессора утилизировать низконапорные кислые газы и без специальной очистки получить топливный газ, не содержащий заметного количества сероводоНб С 825 СНЪ1112203 Продолжение табл, 2 Пример Поток С 025 С мз/, об.7 7,68 0,01 99,87 0,13 14,4 0,005 156 О, 01 12,8 0,01 0,08 99,96 0,04 99,94 006 99,92 мз /ч об. 7. Газ 11-йступени выветривания после контакта сДЭГ,мз /ч 5,0 3,8 2,7 об.Е 100 100 ОО 100 мз /ч Газ 11-йступенивыветривания,КоличестВо Н 25 В ДЭГ при входе в блок регенерадии,Расход ДЭГ вабсорбере,0,90 14,29 5,6 19,99 4,0 19,995 2,8 19,99 5,93 94,07 21,88 78, 12 16,67 83,33 12,29 87,711112203 Пример Поток ЧТТТ ЧТ1,1" 1 Н Б СТ НБ 20,0 18,4 18,4 20,0,з/,4,0 4,0 Насьпценньщ раствор ДЭГ Газ Т -ойступениньветривания Гаа,И -ой ступени .;чветри- Бания Гав Т 1 -.й ступени выветривания после контактас ДЭГ, з,У. Кслиест -Н:;", вДЭГ при Расход ДЭГв абсорбере,52,08 47, 92 17,2 0,2 98,85 115 47,08 52,08 10Продолжение табл.2 19,99582,46 75,68 24,32