Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ АМИНОВОЙ ОЧИСТКИ

Изобретение относится к устройствам для абсорбционной очистки газов и жидкостей и может быть использовано в нефтегазовой, нефтеперерабатывающей, химической и нефтехимической промышленности для очистки от кислых примесей многокомпонентных природных и технологических газов, содержащих относительно малолетучие компоненты, и конденсата малолетучих компонентов.

Известно устройство для аминовой очистки углеводородных газов [www.garo.it/russo/pplicazioni/gastorcia.htm], которое состоит из жидкостно-кольцевого компрессора с водным раствором алканоламина (аминовым абсорбентом) в качестве рабочей жидкости, линии подачи компрессата в сепаратор и сепаратор компрессата с линиями вывода очищенного газа, очищенной широкой фракции легких углеводородов (конденсата) и абсорбента, насыщенного кислыми компонентами (например, диоксидом углерода, сероводородом, меркаптанами и т.п.).

Недостатками известного устройства является низкое давление очищаемого газа и низкая степень очистки газа из-за ограничения давления сжатия в жидкостно-кольцевых компрессорах (не более 15 ати). Низкое давление сжатия имеет следствием низкое парциальное давление кислых компонентов в сжатом газе, что приводит к недостаточному их поглощению аминовым абсорбентом.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является устройство для компримирования газа, позволяющее осуществлять очистку газа от кислых компонентов при высоком давлении, например при давлении транспортировки газа по магистральным газопроводам (55 ати) [Дронин А.П., Пугач И.А. Технология разделения углеводородных газов, М.: Химия, 1976 г., с.31]. Устройство находит повсеместное применение и состоит из компрессора, холодильника, сепаратора, а также линии подачи компрессата из компрессора в холодильник, линии подачи охлажденного компрессата из холодильника в сепаратор и линий вывода из сепаратора очищенного сжатого газа, углеводородного конденсата и водного конденсата. При охлаждении компрессата происходит частичное растворение кислых компонентов в углеводородном и водном конденсатах и снижение их концентрации в сжатом газе, т.е. осуществляется очистка газа.

Недостатками известного устройства является загрязнение углеводородного конденсата кислыми компонентами и низкая степень очистки газа из-за невысоких коэффициентов распределения кислых компонентов между газом и углеводородным абсорбентом, газом и водным конденсатом.

Задачей изобретения является очистка углеводородного конденсата от кислых компонентов и повышение степени очистки газа от кислых компонентов.

При реализации изобретения в качестве технического результата достигается очистка углеводородного конденсата от кислых компонентов и повышение степени очистки газа от кислых компонентов за счет оснащения устройства линией подачи аминового абсорбента и смесителем для смешения компрессата с аминовым абсорбентом.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном устройстве, состоящем из компрессора, холодильника, сепаратора, линии подачи компрессата из компрессора в холодильник, линии подачи охлажденного компрессата из холодильника в сепаратор, а также линий вывода из сепаратора очищенного сжатого газа, углеводородного конденсата и водного конденсата, особенность заключается в том, что на линии подачи компрессата из компрессора в холодильник установлен смеситель, оснащенный линией подачи аминового абсорбента, а линию вывода водного конденсата из сепаратора используют в качестве линии вывода насыщенного аминового абсорбента.

При высокой кратности сжатия газа, когда компрессат разогревается в результате сжатия до температур, превышающих температуру разложения аминового соединения, входящего в аминовый абсорбент, целесообразно смеситель, оснащенный линией подачи аминового абсорбента, размещать между секциями холодильника.

В предлагаемом устройстве установка на линии подачи компрессата из компрессора в холодильник смесителя, оснащенного линией подачи аминового абсорбента, позволяет осуществить эффективную очистку газа от кислых компонентов за счет контакта с аминовым абсорбентом, а также обеспечивает высокую степень очистки от кислых компонентов углеводородного конденсата при его конденсации при охлаждении компрессата в холодильнике в присутствии аминового абсорбента. Высокое давление в устройстве способствует повышению степени очистки газа и углеводородного конденсата за счет повышения парциального давления кислых компонентов в компрессате и увеличения степени их поглощения аминовым абсорбентом.

Размещение смесителя, оснащенного линией подачи аминового абсорбента, между секциями холодильника позволяет обеспечить температуру смеси компрессата и аминового абсорбента ниже температуры, обеспечивающей многократное использование аминового абсорбента (125-130°C) после его регенерации известным способом.

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 мас.%. Выбор конкретного вида алканоламина, его концентрации, наличия и вида других добавок, алканоламина осуществляют исходя из задачи и особенностей конкретного применения.

Предлагаемое устройство состоит из компрессора 1 с линией 2 для подачи компрессата в смеситель 3, который оснащен линией подачи аминового абсорбента 4, и линией 5 подачи полученной смеси в холодильник 6, оснащенный линией 7 для подачи охлажденного компрессата в сепаратор 8, оборудованный линиями вывода очищенного сжатого газа 9, углеводородного конденсата 10 и насыщенного аминового абсорбента (11). Смеситель 3 может быть размещен между секциями холодильника 6 (на схеме не показано).

Предлагаемое устройство работает следующим образом. Сырьевой газ (I) сжимают компрессором 1, полученный нагретый компрессат (II) по линии 2 подают в смеситель 3, где смешивают с аминовым абсорбентом (III), подаваемым по линии 4, далее смесь (IV) по линии 5 подают в холодильник 6, где охлаждают и по линии 7 направляют в сепаратор 8, где сепарируют с получением очищенного газа (V), углеводородного конденсата (VI) и насыщенного аминового абсорбента (VII), который направляют на дальнейшую переработку путем регенерации.

Сущность изобретения иллюстрируется следующим примером.

35000 нм³/ч попутного нефтяного газа состава, мас.%: азот 4,09%, кислород 0.05%, диоксид углерода 1,32%, вода 0,85%, сероводород 0,02%, метан 24,26%, этан 19,94%, пропан 22,19%, C₄ 16,09%, C₅ 9,83%, C₆₊ 2,46%, метил- и этил меркаптаны 0,002%, при температуре 40°C и давлении 0,6 МПа изб. сжимают поршневыми компрессорами до 3,6 МПа с получением компрессата с температурой 105°C, который в смесителе смешивают с 25 т/ч аминового абсорбента (15 мас.% водного раствора моноэтаноламина), полученную смесь охлаждают в холодильнике до 40°C и сепарируют в сепараторе с получением 25,9 т/ч насыщенного аминового абсорбента, 28900 нм³/ч очищенного газа, содержащего 6,2 мг/нм³ сероводорода, менее 0,001 мас.% диоксида углерода и 10,3 мг/м³ суммы метил- и этилмеркаптана, и 10,7 т/ч углеводородного конденсата, содержащего 0,0003 мас.% сероводорода и 0,024 мас.% суммы метил- и этилмеркаптана. Полученный газ по содержанию диоксида углерода, сероводорода и меркаптанов соответствует требованиям СТО Газпром 089-2010 (2,5 мас.%, 7 и 16 мг/нм³, соответственно), а углеводородный конденсат соответствует по содержанию суммы сероводорода и меркаптанов требованиям на ШФЛУ марки ″А″ по ТУ 38.101524-93 (0,025 мас.%).

Очистка газа и углеводородного конденсата в условиях прототипа при 3,6 МПа позволяет получить очищенный газ, содержащий 215 мг/нм³ сероводорода и 14,8 мг/нм³ суммы метил- и этилмеркаптана, и углеводородный конденсат, содержащий 0,08 мас.% сероводорода и 0,0032 мас.% суммы метил- и этилмеркаптана, которые не соответствуют требованиям вышеуказанных норм.

Из примера следует, что предлагаемое устройство позволяет очистить углеводородный конденсат от кислых компонентов и повысить степень очистки газа от кислых компонентов. Изобретение может быть использовано в нефтегазовой, нефтеперерабатывающей, химической и нефтехимической промышленности.