Патент на изобретение №2381823
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ГАЗА ОТ КИСЛЫХ КОМПОНЕНТОВ И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
(57) Реферат:
Изобретение может быть использовано в газовой, нефтехимической и других отраслях промышленности. Способ заключается в поглощении кислых газов подаваемым на орошение в абсорбер 1 водным раствором абсорбента на основе аминов с последующей регенерацией насыщенного абсорбента 7 в десорбере 6. Подогрев нижней части десорбера 6 осуществляют при помощи теплообменника-испарителя 11. Регенерированный раствор абсорбента 14 отводят из нижней части десорбера 6 и подают на орошение абсорбера 1. Поток кислого газа с парами воды 16 выводят из верхней части десорбера 6, охлаждают в холодильном аппарате 17 и разделяют в емкости 18 на кислые газы и кислую воду. Кислую воду подают в секцию 5 абсорбера 1 на отдувку неочищенным газом 2, а отводимую с низа абсорбера очищенную от кислых компонентов воду 23 смешивают с регенерированным раствором абсорбента 14 в емкости 9 с получением водного раствора абсорбента нужной концентрации. Технический результат заключается в повышении степени очистки газа от кислых компонентов, 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к процессам очистки углеводородных и других газов от кислых компонентов, в основном, сероводорода и углекислого газа, абсорбцией растворами аминов с последующей их регенерацией и может быть использовано в газовой, нефтяной, нефтехимической и других отраслях промышленности. Известен способ очистки газовой смеси (заявка на изобретение Общими признаками известного и предлагаемого решений является абсорбционное поглощение удаляемого газа с последующей регенерацией насыщенного абсорбента в десорбере путем его нагрева теплообменом с регенерированным абсорбентом, включающей контактирование насыщенного абсорбента в противотоке с поднимающимися парами, получаемыми нагревом нижней части десорбера, а также проведение предварительной десорбции газов, абсорбированных одновременно с основным удаляемым газом, за счет подогрева насыщенного абсорбента регенерированным в верхней части регенератора, и осуществление десорбции основного удаляемого газа в парогазовую смесь, полученную испарением абсорбента. Однако данный способ очистки газовой смеси абсорбцией не относится непосредственно к очистке газов от кислых компонентов при помощи растворов аминов и, следовательно, не учитывает особенностей работы с этими абсорбентами. Недостатком такого способа является ограниченная глубина регенерации абсорбента вследствие снижения его концентрации по высоте колонны с увеличением количества испаренной парогазовой смеси. Снижение концентрации приводит к уменьшению движущей силы процесса – парциального давления паров десорбируемого компонента над раствором, что и обуславливает ограниченную глубину регенерации абсорбента даже при очень больших расходах парогазовой смеси, полученной испарением абсорбента. Повторное возвращение регенерированного абсорбента в среднюю часть десорбера также не позволяет избежать описанных выше недостатков, так как в этом случае в десорбере образуется зона предельных концентраций абсорбента и парогазовой смеси (т.е. замедление, вплоть до остановки, процесса десорбции). При этом глубина очистки газа в абсорбере напрямую зависит от глубины регенерации абсорбента и давления газа. Поэтому описанный способ не позволяет очищать газы при низком давлении, а также имеет повышенные энергозатраты на регенерацию абсорбента. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому техническому решению является способ очистки газа от кислых компонентов (Чуракаев А.М. Переработка нефтяных газов. М., Недра, 1983 г., с.83), включающий их поглощение подаваемым на орошение абсорбера водным раствором моноэтаноламина (МЭА) с последующей регенерацией насыщенного МЭА в десорбере, включающей контактирование насыщенного абсорбента в противотоке с поднимающимися парами, получаемыми нагревом нижней части десорбера за счет тепла водяного пара в теплооменнике-испарителе, последующее разделение потока с верха десорбера после охлаждения на кислые газы и кислую воду, орошение десорбера полученной кислой водой, а также подачу на орошение абсорбера регенерированного водного раствора абсорбента, отводимого с низа десорбера. Общими признаками известного и предлагаемого способов очистки газа являются поглощение кислых компонентов подаваемым на орошение абсорбера водным раствором абсорбента на основе аминов с последующей регенерацией насыщенного абсорбента в десорбере, включающей контактирование насыщенного абсорбента в противотоке с поднимающимися парами, получаемыми нагревом нижней части десорбера, последующее разделение потока с верха десорбера после охлаждения на кислые газы и кислую воду, а также отвод регенерированного раствора абсорбента с низа десорбера и подача на орошение абсорбера регенерированного водного раствора абсорбента. Недостатком такого способа является то, что возврат кислой воды на орошение десорбера приводит к снижению парциального давления кислых компонентов над раствором абсорбента и затруднению их отделения в десорбере, что ведет к снижению глубины регенерации водного раствора абсорбента и ухудшению эффективности очистки газовой смеси в абсорбере вследствие использования в процессе недостаточно регенерированного раствора абсорбента. Увеличение количества подаваемого в десорбер пара может улучшать регенерацию раствора абсорбента лишь до определенной степени, так как с ростом расхода пара снижается концентрация водного раствора абсорбента по всей высоте десорбера, а следовательно, и движущая сила процесса. При увеличении расхода пара в десорбере выше определенного значения улучшения глубины регенерации не происходит, а лишь увеличиваются энергозатраты на ведение процесса. Поэтому данный способ не позволяет эффективно очищать от кислых компонентов газы при низком давлении, а также имеет повышенные затраты на регенерацию абсорбента. Известна установка для очистки газовой смеси (заявка на изобретение Общим с заявляемой установкой является наличие абсорбера с входом неочищенного газа и регенерированного абсорбента, выходом для насыщенного абсорбента и десорбера с входом насыщенного абсорбента и выводом очищенного газа и регенерированного абсорбента и нагревательными элементами в нижней части. Недостатком данного решения является то, что из-за простоты схемы установки нет возможности добиться эффективного технологического режима из-за ограниченной глубины регенерации абсорбента, что приводит к высоким эксплуатационным затратам, а также ограничивает область ее применения, т.к. она непригодна для очистки газов при низком давлении. Повторное возвращение регенерированного абсорбента в среднюю часть десорбера также не позволяет избежать описанных выше недостатков, так как в этом случае в десорбере образуется зона предельных концентраций абсорбента и парогазовой смеси, т.е. замедление, вплоть до остановки, процесса десорбции. Наиболее близкой к заявляемому техническому решению и принятой за прототип является установка очистки газа от кислых компонентов (Чуракаев А.М. Переработка нефтяных газов. М., Недра, 1983 г., с.83), состоящая из абсорбера с входом неочищенного газа и выходом для насыщенного абсорбента в нижней части, входом для абсорбента и выходом очищенного газа в верхней части и узла регенерации абсорбента, включающего десорбер с входом насыщенного абсорбента в верхней части, соединенным через трубное пространство рекуперативного теплообменника с абсорбером, с узлом подогрева нижней части и отводом регенерированного абсорбента внизу, подключенным через межтрубное пространство рекуперативного теплообменника и накопительную емкость к входу абсорбера для подачи раствора абсорбента, а также с выходом для пара и газа в верхней части, который через холодильный аппарат подключен к разделительной емкости с выходом для кислых газов и выходом для кислой воды, который соединен с верхней частью десорбера. Общими признаками с заявляемой установкой является наличие в ней абсорбера с входом неочищенного газа и выходом для насыщенного абсорбента в нижней части, входом для раствора абсорбента и выходом очищенного газа в верхней части и узла регенерации абсорбента, включающего десорбер с входом насыщенного абсорбента в верхней части, соединенным через трубное пространство рекуперативного теплообменника с абсорбером, с узлом подогрева нижней части и отводом регенерированного раствора абсорбента внизу, подключенным через межтрубное пространство рекуперативного теплообменника и накопительную емкость к входу абсорбера для подачи раствора абсорбента, а также с выходом для пара и газа в верхней части, который через холодильный аппарат подключен к разделительной емкости с выходами для кислых газов и кислой воды. Недостатком такого решения является недостаточная эффективность отделения кислых газов, связанная с недостаточной глубиной регенерации абсорбента в десорбере из-за возврата кислой воды на орошение десорбера. Техническая задача изобретения заключается в повышении степени очистки газа от кислых компонентов за счет использования в процессе циркулирующего абсорбента с большей глубиной регенерации, достигаемой благодаря созданию условий в десорбере для более интенсивного отделения кислых компонентов из раствора абсорбента. Техническая задача достигается тем, что в способе очистки газа от кислых компонентов путем их поглощения подаваемым на орошение абсорбера водным раствором абсорбента на основе аминов с последующей регенерацией насыщенного абсорбента в десорбере, включающей контактирование насыщенного абсорбента в противотоке с поднимающимися парами, получаемыми нагревом нижней части десорбера, последующее разделение потока с верха десорбера после охлаждения на кислые газы и кислую воду, а также отвод регенерированного раствора абсорбента с низа десорбера и подачу на орошение абсорбера регенерированного водного раствора абсорбента, кислую воду подают в абсорбер на отдувку неочищенным газом, а отводимую с низа абсорбера очищенную от кислых компонентов воду смешивают с регенерированным раствором абсорбента с получением водного раствора абсорбента нужной концентрации. Кроме того, кислую воду подают на отдувку неочищенным газом в нижнюю или среднюю часть абсорбера. Также часть кислой воды, получаемой разделением охлажденного потока с верха десорбера, в количестве до 30% подают на орошение верхней части десорбера. При этом в десорбере осуществляют нагрев его средней части. Кроме того, нагрев средней части десорбера осуществляют пропусканием отбираемой в средней части десорбера жидкости через теплообменник-испаритель. При подаче кислой воды в абсорбер на отдувку неочищенным газом достигается эффективное удаление кислых компонентов из воды, учитывая то, что вода удерживает кислый газ значительно слабее раствора абсорбента. Так как количество кислой воды существенно меньше количества абсорбента, а насыщение ее кислыми компонентами сравнительно невелико, возврат кислых компонентов в неочищенный газ ведет к незначительному увеличению нагрузки на абсорбент по кислым компонентам – циркуляция раствора абсорбента повышается лишь на несколько процентов. При этом, так как кислая вода не возвращается в десорбер, в нем повышается концентрация водного раствора абсорбента по всей высоте отгонной части и тем самым значительно увеличивается движущая сила процесса десорбции за счет повышения парциального давления кислых компонентов над раствором абсорбента, что позволяет глубже регенерировать абсорбент или снижать энергозатраты на регенерацию. Кроме того, повышение концентрации раствора абсорбента также позволяет повысить температуру проведения процесса десорбции за счет повышения температуры кипения раствора, что дополнительно увеличивает движущую силу процесса. Таким образом, процесс десорбции идет более эффективно и достигается более высокая степень регенерации абсорбента. При этом с увеличением расхода пара в десорбере увеличивается и концентрация водного раствора абсорбента по всей высоте десорбера, а следовательно, и движущая сила процесса. Поэтому предлагаемый способ имеет более широкую область применения в сравнении с известными способами и позволяет проводить очистку газов при низком давлении. Кроме того, в результате увеличения движущей силы процесса по всей высоте десорбера, по сравнению с известным способом, уменьшаются энергозатраты на регенерацию раствора абсорбента. Смешивание отводимой с низа отдувочной секции абсорбера очищенной от кислых компонентов воды с регенерированным раствором абсорбента с получением водного раствора абсорбента нужной концентрации позволяет получить еще более глубоко регенерированный раствор абсорбента, чем с низа десорбера, так как на смешение поступает глубоко регенерированный концентрированный раствор абсорбента и уже очищенная от кислых компонентов вода с низа отдувочной секции абсорбера. В свою очередь, использование в процессе абсорбции более глубоко регенерированного раствора абсорбента повышает степень очистки газовых смесей от кислых компонентов и позволяет получать газ более высокого качества на выходе из абсорбера. Кислую воду на отдувку неочищенным газом подают в нижнюю или среднюю часть абсорбера в зависимости от степени насыщенности газа кислыми компонентами. Если неочищенный газ, используемый для отдувки, содержит относительно небольшое количество кислых примесей, то кислую воду подают на отдувку в нижнюю часть абсорбера. В случае обработки в абсорбере, например, высокосернистого газа, кислую воду целесообразно подавать в среднюю часть абсорбера, где газ будет уже менее насыщен кислыми компонентами, и процесс отдувки будет более эффективным. Направление части кислой воды, получаемой разделением охлажденного потока с верха десорбера в количестве до 30% на орошение верхней части десорбера, позволяет снизить потери абсорбента в виде паров, уходящих с верха десорбера, хотя такие потери незначительны, так как парциальное давление высококипящего абсорбента после охлаждения отходящих из десорбера паров невелико. Нагрев средней части десорбера теплообменниками-испарителями позволяет дополнительно повысить концентрацию раствора абсорбента ниже теплообменников-испарителей и тем самым увеличить глубину регенерации абсорбента. Техническая задача достигается также тем, что в установке очистки газа от кислых компонентов, состоящей из абсорбера с входом неочищенного газа и выходом для насыщенного абсорбента в нижней части, входом для раствора абсорбента и выходом очищенного газа в верхней части и узла регенерации абсорбента, включающего десорбер с входом насыщенного абсорбента в верхней части, соединенным через трубное пространство рекуперативного теплообменника с абсорбером, с узлом подогрева нижней части и отводом регенерированного раствора абсорбента внизу, подключенным через межтрубное пространство рекуперативного теплообменника и накопительную емкость к входу абсорбера для подачи абсорбента, а также с выходом для пара и газа в верхней части, который через холодильный аппарат подключен к разделительной емкости с выходами для кислых газов и кислой воды, в абсорбере размещена секция для отдувки из кислой воды кислых газов, вход которой подключен к выходу для кислой воды разделительной емкости, а выход – к накопительной емкости. Кроме того, секция для отдувки из кислой воды кислых газов размещена в нижней или средней части абсорбера. При этом при размещении секции для отдувки кислой воды в средней части абсорбера под ней установлен каплеотбойник. Также верхняя часть десорбера снабжена секцией орошения, соединенной с разделительной емкостью. Кроме того, в верхней части десорбера установлен каплеотбойник. Также каплеотбойник может быть установлен под секцией орошения десорбера. Кроме того, в средней части десорбера установлена глухая тарелка с отводом жидкости, соединенным с дополнительно установленным теплообменником-испарителем. Размещение в абсорбере секции для отдувки из кислой воды кислых газов, вход которой подключен к выходу для кислой воды разделительной емкости, а выход – к накопительной емкости, позволяет осуществлять отдувку кислого газа из воды в абсорбере, при этом на смешение с абсорбентом в накопительную емкость поступает очищенная от кислых компонентов вода. Сам абсорбент подвергается более глубокой регенерации в десорбере благодаря отсутствию дополнительного количества кислых компонентов, поступающих с кислой водой, и возможности создания в десорбере условий, когда в нем повышается концентрация водного раствора абсорбента по всей высоте отгонной части и тем самым значительно увеличивается движущая сила процесса десорбции за счет повышения парциального давления кислых компонентов над раствором абсорбента. Т.е. процесс извлечения кислых компонентов из раствора абсорбента идет более интенсивно и эффективно, при этом достигается более высокая степень регенерации абсорбента. А подача в накопительную емкость более глубоко регенерированного концентрированного раствора абсорбента и смешение его с водой, из которой уже извлечены кислые газы, позволяет подавать в абсорбер раствор абсорбента нужной концентрации с более глубокой степенью регенерации, что повышает эффективность очистки и степень извлечения кислых компонентов. Секцию для отдувки из кислой воды кислых газов размещают в нижней или средней части абсорбера в зависимости от степени насыщенности газа кислыми компонентами. Если неочищенный газ, используемый для отдувки, содержит относительно небольшое количество кислых примесей, то секцию для отдувки из кислой воды кислых газов размещают в нижней части абсорбера. При обработке в абсорбере высокосернистого газа эту секцию размещают в средней части абсорбера, т.к. процесс отдувки уже частично очищенным газом будет более эффективным. Установка каплеотбойника под секцией для отдувки кислой воды при размещении ее в средней части абсорбера улучшает качество отдувки воды, так как в воду не попадают капли раствора абсорбента, уносимые с газом с нижерасположенных тарелок. Наличие секции орошения в верхней части десорбера, соединенной с разделительной емкостью, позволяет снизить потери абсорбента в виде паров, уходящих с верха десорбера, хотя такие потери незначительны, так как парциальное давление высококипящего абсорбента после охлаждения отходящих из десорбера паров невелико. Наличие каплеотбойника в верхней части десорбера или под секцией орошения десорбера позволяет улавливать капли абсорбента, не позволяя им уноситься с уходящим с нижерасположенной тарелки газом, уменьшая тем самым концентрацию абсорбента в кислой воде и улучшая ее отдувку в абсорбере. Наличие в средней части десорбера глухой тарелки с отводом жидкости, соединенным с дополнительно установленным теплообменником-испарителем, позволяет создать дополнительную зону повышенной концентрации раствора абсорбента в десорбере, а следовательно, и дополнительно увеличить движущую силу процесса в зоне десорбера ниже дополнительного теплообменника-испарителя. На чертеже представлена принципиальная схема заявляемой установки, на которой реализуется заявляемый способ. Установка очистки газовой смеси от кислых компонентов включает абсорбер 1, представляющий собой колонну с массообменными контактными устройствами, с входом 2 неочищенного газа в нижней части, выходом 3 очищенного газа и входом 4 для раствора абсорбента в верхней части и секцией 5 для отдувки из кислой воды кислых компонентов и узел регенерации абсорбента. Узел регенерации абсорбента включает десорбер 6, также представляющий собой массообменную колонну с контактными устройствами с входом 7 раствора насыщенного абсорбента, соединенным через межтрубное пространство рекуперативного теплообменника 8 с входом 4 абсорбера 1 через накопительную емкость 9 и насос 10. Десорбер 6 снабжен узлом подогрева нижней части, представляющим собой теплообменник-испаритель 11 с теплоносителем – водяным паром, к межтрубному пространству которого подключен выход 12 с глухой тарелки 13, расположенной в нижней части десорбера 6. Внизу десорбера имеется отвод 14 регенерированного раствора абсорбента, который через насос 15, трубное пространство рекуперативного теплообменника 8, накопительную емкость 9 и насос 10 подключен к входу 4 абсорбера для подачи абсорбента. Десорбер 6 имеет также выход 16 для пара и газа в верхней части, который через холодильный аппарат 17 подключен к разделительной емкости 18 с выходом 19 для кислых газов, выходом 20 для кислой воды. Выход 20 для кислой воды через насос 21 подключен ко входу 22 секции 5 для отдувки из кислой воды кислых газов. А выход 23 секции 5 соединен с накопительной емкостью 9. Секция 5 абсорбера 1 для отдувки из кислой воды кислых газов может быть размещена в нижней или средней части абсорбера в зависимости от содержания кислых компонентов в неочищенном газе, подаваемом через вход 2 в абсорбер 1. При размещении секции 5 для отдувки кислой воды в средней части абсорбера под ней может быть установлен каплеотбойник для улавливания капель абсорбента. Верхняя часть десорбера 6 может быть снабжена секцией орошения 24 с глухой тарелкой в нижней ее части, при этом выход 25 секции орошения соединен с разделительной емкостью 18, выход 20 которой через насос 21 подключен также к входу 26 в верхней части секции орошения 24. В верхней части десорбера 6 установлен каплеотбойник 27. При наличии в десорбере секции орошения каплеотбойник 27 установлен непосредственно под ней. В средней части десорбера также установлена глухая тарелка с отводом жидкости 28, соединенным с дополнительно установленным теплообменником-испарителем 29. Работа данной установки осуществляется при реализации способа очистки газовой смеси от кислых компонентов следующим образом. Водный раствор абсорбента (30-50% водный раствор метилдиэтаноламина) подается в абсорбер 1, где, стекая вниз, насыщается сероводородом и углекислым газом на массообменных контактных устройствах. После выхода из абсорбера 1 насыщенный раствор абсорбента нагревается в рекуперативном теплообменнике 8 и подается на регенерацию в десорбер 6. Кислый газ (сероводород+углекислый газ) выводятся верхом колонны, а регенерированный абсорбент – низом колонны. Уносимые с газом капли абсорбента задерживаются на каплеотбойнике 27. Входящие с кислым газом пары воды конденсируются в холодильном аппарате 17, образующаяся при этом кислая вода из разделительной емкости 18 направляется на отдувку сероводорода неочищенным газом на в секцию 5 абсорбера 1, после чего очищенная от кислых компонентов вода поступает в накопительную емкость 9, куда также подается раствор регенерированного абсорбента с низа десорбера 6 после рекуперации его тепла в рекуперативном теплообменнике 8. Регенерация абсорбента ведется за счет тепла водяного пара, используемого в теплообменниках-испарителях 11 и 29. Подогрев нижней части десорбера производится теплообменником-испарителем 11, а средней части – теплообменником-испарителем 29, что дополнительно повышает температуру его кипения в нижерасположенной части десорбера, что также приводит к повышению парциального давления паров сероводорода над раствором и в результате улучшает его отделение из раствора абсорбента, что повышает глубину регенерации абсорбента. Насосом 21 или отдельным насосом создается орошение верхней части десорбера 6 с целью снижения потерь амина, когда часть потока кислой воды (до 30%) направляется в секцию орошения 24, расположенную в верхней части десорбера 6. Пример: Неочищенный углеводородный газ в количестве 2700-3000 м3/ч с содержанием сероводорода 0,6% объемных, давлением 0,15 МПа избыточных и температурой 15°C подается на установку очистки с использованием 40%-ного водного раствора метилдиэтаноламина (МДЭА). Раствор МДЭА в количестве 1500 л/ч подается в абсорбер 1, где насыщается сероводородом до концентрации 20 г/л. Насыщенный раствор МДЭА нагревается в теплообменнике 8 до температуры 110-115°C и подается в верхнюю часть десорбера 6. Давление в десорбере составляет 0,08 МПа избыточных, температура низа – 122-125°C, температура верха – 110-115°C. Водяной пар давлением 0,5 МПа избыточных подается в количестве 300-350 кг/час в теплообменник-испаритель 11. Кислая вода в количестве 250-300 кг/ч температурой 30-45°C с содержанием сероводорода 2,5-3 г/л насосом 21 подается в секцию 5 в нижней части абсорбера 1 для отдувки сероводорода и далее в накопительную емкость 9. Содержание сероводорода в воде на выходе из секции отдувки 5 абсорбера 1 составляет 0,5 г/л. Раствор МДЭА, попадая в десорбер, увеличивает свою концентрацию с 40% до 50% за счет испарения части воды. За счет увеличения концентрации раствора МДЭА увеличивается парциальное давление паров сероводорода над раствором, что улучшает его условия для отделения кислых компонентов в десорбере 6. Кроме того, с повышением концентрации раствора увеличивается температура его кипения, что также приводит к повышению парциального давления паров сероводорода над раствором и в результате улучшает отделение сероводорода и других кислых компонентов из раствора абсорбента. Остаточное содержание сероводорода в растворе МДЭА на выходе из десорбера 6 составляет 0,68 г/л. Регенерированный раствор МДЭА подается насосом 15 в рекуперативный теплообменник 8, где охлаждается до 20-25°C и далее направляется в накопительную циркуляционную емкость 9, где происходит восстановление концентрации водного раствора МДЭА до 40% за счет смешения регенерированного раствора с водой из абсорбера после отдувки из нее сероводорода. Остаточное содержание сероводорода в растворе МДЭА после смешения составляет 0,65 г/л. Восстановленный раствор МДЭА насосом 10 из емкости 9 подается в абсорбер 1. Остаточное содержание сероводорода в очищенном газе, соответствующее степени регенерации подаваемого в абсорбер раствора МДЭА, – 0,0007-0,001% объемных, что соответствует норме, предъявляемой требованиями ГОСТ 5542-87 (0,00132% объемных). При проведении процесса очистки по способу-прототипу при тех же исходных условиях получены следующие результаты. Неочищенный углеводородный газ в количестве 2700-3000 м3/ч с содержанием сероводорода 0,6% объемных, давлением 0,15 МПа избыточных и температурой 15°C подавался на установку с использованием 40%-ного водного раствора МДЭА. Раствор МДЭА в количестве 1500 л/ч подавался в абсорбер, где насыщался сероводородом до концентрации 20 г/л. Насыщенный раствор МДЭА нагревался в теплообменнике до температуры 110-115°C и подавался в верхнюю часть десорбера. Давление в десорбере составляло 0,08 МПа избыточных, температура низа – 118-120°C, температура верха – 100-110°C. Водяной пар давлением 0,5 МПа избыточных подавался в количестве 300-350 кг/час в испаритель. Кислая вода температурой 30-45°C и в количестве 250-300 кг/час подавалась на орошение десорбера. Содержание сероводорода в кислой воде – 2,5-3 г/л. Регенерированный раствор МДЭА концентрацией около 40%, остаточным содержанием сероводорода 1,2-1,5 г/л выводится из десорбера и подавался в накопительную емкость, температура в которой составляла – 20-25°C. Остаточное содержание сероводорода в очищенном газе, соответствующее степени регенерации подаваемого в абсорбер раствора МДЭА, – 0,002-0,003% объемных, что выше нормы, предъявляемой требованиями ГОСТ 5542-87 (0,00132% объемных). Затраты на регенерацию в обоих примерах равны, т.к. они определяются, в основном, количеством водяного пара, подаваемого в регенератор – 300-350 кг/час. Таким образом, в предлагаемом способе достигается более высокая степень очистки – остаточное содержание сероводорода в очищенном газе по предлагаемому способу – 0,0007-0,001% объемных, в то время как в способе по прототипу – 0,002-0,003%. При этом в процессе используется регенерированный раствор МДЭА с остаточным содержанием сероводорода в растворе 0,65 г/л после восстановления его концентрации до 40%, в то время как в способе по прототипу используется регенерированный раствор МДЭА из десорбера концентрацией около 40% с остаточным содержанием сероводорода 1,2-1,5 г/л. Из примеров видно, что при примерно одинаковых энерго- и эксплуатационных затратах на проведение процесса очистки углеводородного газа от кислых компонентов в заявляемом способе достигается более высокая степень очистки газа от кислых компонентов.
Формула изобретения
1. Способ очистки газа от кислых компонентов путем их поглощения подаваемым на орошение абсорбера водным раствором абсорбента на основе аминов с последующей регенерацией насыщенного абсорбента в десорбере, включающей контактирование насыщенного абсорбента в противотоке с поднимающимися парами, получаемыми нагревом нижней части десорбера, последующее разделение потока с верха десорбера после охлаждения на кислые газы и кислую воду, а также отвод регенерированного раствора абсорбента с низа десорбера и подачу на орошение абсорбера регенерированного водного раствора абсорбента, отличающийся тем, что кислую воду подают в абсорбер на отдувку неочищенным газом, а отводимую с низа абсорбера очищенную от кислых компонентов воду смешивают с регенерированным раствором абсорбента с получением водного раствора абсорбента нужной концентрации. 2. Способ очистки по п.1, отличающийся тем, что кислую воду на отдувку неочищенным газом подают в нижнюю или среднюю часть абсорбера. 3. Способ очистки по п.1, отличающийся тем, что часть кислой воды, получаемой разделением потока с верха десорбера, в количестве до 30% подают на орошение верхней части десорбера. 4. Способ очистки по п.1, отличающийся тем, что в десорбере осуществляют нагрев его средней части. 5. Способ очистки по п.4, отличающийся тем, что нагрев средней части десорбера осуществляют пропусканием отбираемой в средней части десорбера жидкости через теплообменник-испаритель. 6. Установка очистки газа от кислых компонентов, состоящая из абсорбера с входом неочищенного газа и выходом для насыщенного абсорбента в нижней части, входом для раствора абсорбента и выходом очищенного газа в верхней части и узла регенерации абсорбента, включающего десорбер с входом насыщенного абсорбента в верхней части, соединенным через трубное пространство рекуперативного теплообменника с абсорбером, с узлом подогрева нижней части и отводом регенерированного раствора абсорбента внизу, подключенным через межтрубное пространство рекуперативного теплообменника и накопительную емкость к входу абсорбера для подачи абсорбента, а также выходом для пара и газа в верхней части, который через холодильный аппарат подключен к разделительной емкости с выходами для кислых газов и кислой воды, отличающаяся тем, что в абсорбере размещена секция для отдувки из кислой воды кислых газов, вход которой подключен к выходу для кислой воды разделительной емкости, а выход – к накопительной емкости. 7. Установка по п.6, отличающаяся тем, что секция для отдувки из кислой воды кислых газов размещена в нижней или средней части абсорбера. 8. Установка по п.7, отличающаяся тем, что под секцией для отдувки кислой воды установлен каплеотбойник при размещении ее в средней части абсорбера. 9. Установка по п.6, отличающаяся тем, что верхняя часть десорбера снабжена секцией орошения, соединенной с разделительной емкостью. 10. Установка по п.6, отличающаяся тем, что в верхней части десорбера установлен каплеотбойник. 11. Установка по п.9, отличающаяся тем, что под секцией орошения десорбера установлен каплеотбойник. 12. Установка по п.6, отличающаяся тем, что в средней части десорбера установлена глухая тарелка с отводом жидкости, соединенным с дополнительно установленным теплообменником-испарителем.
РИСУНКИ
|
||||||||||||||||||||||||||
2003103996, B01D 53/14, опубл. 27.08. 2004 г.), включающий абсорбционное поглощение удаляемого газа с последующей регенерацией насыщенного абсорбента путем его нагрева теплообменом с регенерированным абсорбентом при одновременной десорбции растворенного газа в движущуюся противотоком к абсорбенту парогазовую смесь. При этом десорбцию ведут в одноступенчатом тарельчатом регенераторе, причем предварительную десорбцию газов, абсорбированных одновременно с основным удаляемым газом, проводят за счет подогрева насыщенного абсорбента регенерированным в верхней части регенератора, а десорбцию основного удаляемого газа осуществляют в парогазовую смесь, полученную испарением абсорбента в каскаде последовательно включенных кипятильников-испарителей, расположенных на массообменных тарелках регенератора.