Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ НАСЫЩЕННОГО РАСТВОРА АМИНА

Изобретение относится к процессам очистки газов и может быть использовано в нефтегазовой, нефтеперерабатывающей, химической и нефтехимической отраслях промышленности для регенерации насыщенных абсорбентов на основе водных растворов алканоламинов при очистке технологических газов от кислых компонентов (газов), например сероводорода и диоксида углерода.

Известен способ регенерации насыщенных аминовых растворов [Патент РФ №2464073, опубл. 20.10.2012 г., МПК B01D 53/14, B01D 53/96], включающий подачу насыщенного аминового раствора через рекуперативный теплообменник в десорбер, с верхней части которого кислые газы вместе с парами воды подают в узел охлаждения парогазовой смеси, и разделение ее на кислые газы и жидкость. Поступающий в десорбер регенерируемый аминовый раствор подают через массообменную секцию в кубовую часть десорбера, из которой жидкий регенерированный аминовый раствор подают на вход насоса, которым создают напор 0,1÷1,5 МПа. Затем упомянутый раствор разделяют на два потока. Первый поток подают на подогрев на вход подогревателя, в котором сохраняют однофазное жидкое состояние раствора, затем подогретый раствор направляют в регулятор давления, где переводят поток подогретого аминового раствора в двухфазное парожидкостное состояние, образовавшуюся двухфазную смесь подают в кубовую часть десорбера, из которой образовавшийся пар подают в массообменную часть десорбера. Второй поток подают в рекуперативный теплообменник, при этом обеспечивают равенство расходов аминовых частей поступившего на установку насыщенного аминового раствора и выходящего из установки жидкого регенерированного аминового раствора.

Недостатком способа является низкая глубина регенерации аминового раствора.

Наиболее близка к предлагаемому изобретению установка для очистки газа [Патент РФ №2007209, МПК B01D 53/14, опубл. 15.02.1994 г.], при работе которой используют способ регенерации насыщенного аминового раствора, включающий дегазацию насыщенного аминового раствора, нагрев в рекуперативном теплообменнике регенерированным аминовым раствором, десорбцию кислых газов в десорбере с получением кислого газа (например, сероводорода) и регенерированного аминового раствора, его охлаждение в рекуперативном теплообменнике насыщенным аминовым раствором, дополнительное охлаждение воздухом и охлаждающей водой. Регенерированный аминовый раствор смешивают с газом дегазации и подают на абсорбцию.

Недостатком способа также является низкая глубина регенерации аминового раствора.

Задачей изобретения является увеличение глубины регенерации аминового раствора.

При реализации изобретения в качестве технического результата достигается увеличение глубины регенерации аминового раствора за счет вакуумной сепарации регенерированного аминового раствора с выделением паров сепарации, содержащих кислые газы, и последующего их смешения с насыщенным аминовым раствором.

Подача на абсорбцию регенерированного аминового раствора более высокой концентрации, содержащего меньшее количество растворенных кислых газов, приводит к повышению степени абсорбционной очистки газа от кислых газов.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе, включающем дегазацию насыщенного аминового раствора, его нагрев регенерированным аминовым раствором и десорбцию кислых газов с получением регенерированного аминового раствора, который далее охлаждают насыщенным аминовым раствором, особенность заключается в том, что регенерированный аминовый раствор перед охлаждением подвергают вакуумной сепарации с получением паров сепарации, направляемых на смешение с насыщенным аминовым раствором, и сконцентрированного регенерированного аминового раствора.

Вакуумная сепарация регенерированного аминового раствора позволяет удалить из него дополнительное количество кислых компонентов, то есть увеличить глубину регенерации аминового раствора, и повысить концентрацию амина в регенерированном аминовом растворе, за счет чего может быть достигнута большая эффективность абсорбционной очистки газов от кислых компонентов (газов). При этом эффект достигается за счет полезного использования вторичного энергоресурса (давления насыщенного аминового раствора), который в известных способах регенерации безвозвратно теряется при дросселировании насыщенного аминового раствора с давления стадии абсорбции до давления стадии регенерации.

В качестве аминового абсорбента могут быть использованы водные растворы различных алканоламинов (моноэтаноламина, диэтаноламина, метилдиэтаноламина, диизопропаноламина и других), а также их смесей друг с другом, различными вспомогательными добавками, например антикоррозионными, антивспенивающими присадками, с различной концентрацией алканоламина, преимущественно 15-45% масс. Выбор конкретного вида алканоламина, его концентрации, наличия и вида других добавок осуществляют, исходя из задачи и особенностей конкретного применения.

Кислый газ, выделяемый при регенерации аминового абсорбента, может содержать разнообразные компоненты кислотного характера (сероводород, углекислый газ, диоксид серы и пр.) в концентрированном виде в соответствии с исходным составом очищаемого газа.

Предлагаемый способ, иллюстрируемый чертежом, осуществляют следующим образом. Насыщенный аминовый раствор (I), поступающий со стадии абсорбции, смешивают с парами сепарации (II) в эжекторе 1, дегазируют в сепараторе 2 с получением газа выветривания (III), направляемого на дальнейшую переработку, и дегазированного аминового раствора (IV), который нагревают в рекуперационном теплообменнике 3, и подают в десорбер 4, с верха которого выводят пары (V), которые охлаждают и конденсируют в устройстве 5 с получением кислого газа (VI), выводимого с установки, и рефлюкса (VII), возвращаемого в десорбер 4 в качестве острого орошения. С низа десорбера 4 выводят регенерированный аминовый раствор (VIII), часть которого (IX) нагревают в устройстве 6 и возвращают в десорбер 4 в качестве горячей струи. Балансовую часть регенерированного аминового раствора (X) дросселируют до давления сепарации с помощью устройства 7 (условно показан дроссельный вентиль) и сепарируют при пониженном давлении в устройстве 8 (условно показан емкостный сепаратор) с получением паров сепарации (II) и сконцентрированного регенерированного абсорбента (XI), направляемого на стадию абсорбции. Пониженное давление в устройстве 8 поддерживают за счет отсоса паров сепарации (II) за счет энергии насыщенного аминового раствора (I), дросселируемого в эжекторе 1 с давления стадии абсорбции до давления стадии регенерации.

Сущность изобретения иллюстрируется следующим примером.

Пример 1. 80 т/час регенерированного 45% водного раствора метилдиэтаноламина, содержащего 0,23% масс. сероводорода при температуре 119,9°C и давлении 0,18 МПа, выводят из куба регенератора, дросселируют до давления 0,02 МПа и сепарируют с получением 7,0 т/час газа сепарации и 73,0 т/час регенерированного 49,3% водного раствора метилдиэтаноламина, содержащего 0,19% масс сероводорода, который охлаждают в рекуперационном теплообменнике и направляют на стадию абсорбции сероводорода.

Газ сепарации отсасывают эжектором за счет энергии насыщенного водного раствора метилдиэтаноламина, использующегося в качестве рабочего тела при его дросселировании в эжекторе с давления стадии абсорбции до давления выветривания. После эжектирования газа сепарации насыщенный водный раствор метилдиэтаноламина сепарируют (удаляют растворенные углеводороды путем выветривания), нагревают в рекуперационном теплообменнике и подают в регенератор.

Подача на абсорбцию сконцентрированного регенерированного водного раствора метилдиэтаноламина, содержащего сниженное количество растворенного сероводорода, позволяет без внесения изменений в технологический режим и аппаратурное оформление стадии абсорбции повысить степень очистки сероводородсодержащего газа и снизить концентрацию сероводорода в очищенном газе до 14 мг/нм³ по сравнению с 20 мг/нм³ по прототипу.

Из примера следует, что предлагаемый способ позволяет повысить степень регенерации аминового раствора и повысить за счет этого степень абсорбционной очистки сероводородсодержащего газа.

Изобретение может быть использовано в нефтегазовой, нефтеперерабатывающей, химической и нефтехимической отраслях промышленности.