RU2395329C2 - Способ осушки и очистки природного газа - Google Patents
Способ осушки и очистки природного газа Download PDFInfo
- Publication number
- RU2395329C2 RU2395329C2 RU2007142831/15A RU2007142831A RU2395329C2 RU 2395329 C2 RU2395329 C2 RU 2395329C2 RU 2007142831/15 A RU2007142831/15 A RU 2007142831/15A RU 2007142831 A RU2007142831 A RU 2007142831A RU 2395329 C2 RU2395329 C2 RU 2395329C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- silica gel
- adsorbent
- gas
- layer
- regeneration
- Prior art date
Links
Landscapes
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
Abstract
Изобретение может быть использовано для подготовки природного и попутного нефтяного газа к транспортировке на дальние расстояния. Природный газ подают в адсорбер, в который загружен комбинированный слой адсорбента и далее, по ходу газа, слой силикагеля. На адсорбенте происходит хемосорбция следов сернистых соединений, таких как меркаптаны, COS и H2S. На силикагеле происходит адсорбция паров воды и углеводородов С6+. В качестве адсорбента используют оксид алюминия, содержащий 3÷25 мас.% оксидов металлов I-II группы, а именно: Na, К, Рb, Cs, Сu, Ag, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Zn, Cd и их смесей. Регенерацию очищенным газом насыщенных силикагеля и адсорбента проводят при температуре 220-280°С. Изобретение позволяет повысить эффективность осушки и очистки природного газа за счет предотвращения углеродных отложений и серы на поверхности силикагеля основного слоя и увеличить срок службы силикагеля. 1 табл.
Description
Изобретение относится к подготовке природного и попутного нефтяного газа к транспортировке его на дальние расстояния, а именно к осушке и очистке газа от углеводородов С6+, следов сернистых соединений (СOS, СН2SН и Н2S).
Известен способ адсорбционной очистки природного газа от сернистых соединений и его осушки путем контактирования с цеолитом NaX с последующей регенерацией цеолита путем продувки осушенным и очищенным газом при температуре 330÷350°С. Последнее обусловлено особенностью десорбции молекул воды из пор цеолита [1] (Кельцев Н.В. «Основы адсорбционной техники». - М.: Химия, 1985, с.396.
Недостатком известного способа является его высокая температура регенерации и невозможность очистить природный газ от углеводородов С6+.
Известен также способ осушки и очистки углеводородных газов от меркаптанов и сероводорода путем последовательного контактирования по ходу газа с комбинированным слоем адсорбентов, состоящим из силикагеля и цеолита. Регенерацию комбинированного слоя проводят очищенным газом при температуре 180÷220°С [2] (патент РФ №2213085, МПК 7 С07С 7/12, опубл. 27.09.2003, бюл. №27).
Недостатком этого способа является низкая динамическая емкость комбинированного слоя по углеводородам С6+, низкая степень очистки газа от малых концентраций сернистых соединений (<36 мг/м3) и невозможность очистки газа от COS.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому способу осушки и очистки природных газов является способ, включающий контактирование газов с адсорбентом с последующей регенерацией очищенным газом адсорбента противотоком [3] (патент RU 2213085, кл. С07С 7/12, 27.09.2003 г., всего 10 страниц, весь документ).
Недостатком известного способа является накопление на поверхности пор углеродных отложений и серы, в результате чего уменьшается динамическая емкость силикагеля по углеводородам.
Согласно этому способу осушку и очистку газа от углеводородов С6+осуществляют комбинированным слоем силикагеля, который служит защитным слоем от попадания капельной влаги на основной слой, и мелкопористого силикагеля, который является основным слоем. Адсорбция воды и углеводородов происходит на мелкопористом силикагеле. Регенерацию силикагелей осуществляют при температуре 280°С. При попадании на слой основного мелкопористого силикагеля следов меркаптанов и COS (до 40 мг/м3) происходит их адсорбция, накапливание (концентрирование) и разложение при регенерации силикагеля. Это приводит к накоплению на поверхности пор углеродных отложений и серы и уменьшению динамической емкости силикагеля по углеводородам.
Задачей настоящего изобретения является повышение эффективности способа за счет предотвращения углеродных отложений и серы на поверхности силикагеля основного слоя, увеличение срока службы силикагеля.
Сущность настоящего изобретения заключается в том, что в известном способе осушки и очистки природных газов от углеводородов и следов сернистых соединений, таких как меркаптаны, COS и H2S, путем контактирования природных газов с адсорбентом с последующей регенерацией противотоком очищенным газом адсорбента согласно изобретению проводят последовательное контактирование природных газов с адсорбентом и мелкопористым силикагелем, в качестве адсорбента используют оксид алюминия, содержащий 3÷25 мас.% оксидов металлов I-II группы, а именно: Na, К, Pb, Cs, Сu, Ag, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Zn, Cd и их смесей, а регенерацию очищенным газом насыщенных силикагеля и адсорбента проводят при температуре 220-280°С.
Контактирование газа с адсорбентом и силикагелем осуществляют при соотношении объемов адсорбента и силикагеля (1÷15):3 или 1÷15/3 соответственно.
Технический результат от использования специального адсорбента состоит в том, что он очищает газ от соединений серы, и последние не попадают на основной слой силикагеля. Это приводит к увеличению срока службы силикагеля, стабилизации его динамической емкости по углеводородам.
Способ осушки и очистки природных газов осуществляют следующим образом.
Природный газ подают в адсорбер, в который загружен комбинированный слой из специального адсорбента и далее, по ходу газа, слой силикагеля. На специальном адсорбенте происходит хемосорбция следов сернистых соединений (меркаптанов, COS и H2S). В то же время этот адсорбент защищает силикагель от попадания капельной влаги. На силикагеле происходит адсорбция паров воды и углеводородов С6+. При n-адсорберной схеме n-2 адсорбера работают в стадии адсорбции, один в стадии регенерации, другой в стадии охлаждения.
Осушенный и очищенный газ поступает на компримирование или линию товарного газа. Часть осушенного и очищенного газа используют в качестве газа регенерации и охлаждения адсорбентов. Регенерацию проводят потоком очищенного газа противотоком в последовательности силикагель - специальный адсорбент. Очищенный газ сначала используют на стадии охлаждения и далее направляют на стадию регенерации, нагревая его в теплообменнике, а затем в печи до температуры 220÷280°С. После печи газ подают в адсорбер, находящийся на регенерации. Газы регенерации, содержащие воду и углеводороды С6+, подают на агрегат воздушного охлаждения, далее в сепаратор, а после отделения жидкой фазы газы подают на вход в адсорбера вместе с сырьем - неочищенным газом.
Пример 1. На пилотной адсорбционной установке исследовали адсорбционные свойства комбинированного слоя адсорбента, состоящего из специального адсорбента и силикагеля. Соотношение объемов специального адсорбента и силикагеля 1÷15 соответственно. Специальный адсорбент состоял из активного оксида алюминия и содержал 8 мас.% СuО.
В реактор диаметром 50 мм и высотой 3000 мм загружали 4 литра силикагеля марки АССМ и 267 мл специального адсорбента. Реактор снабжен внешним обогревом. Кроме реактора, установка включала узел приготовления исходной газовой смеси, узел компримирования газа, узел отбора газовых проб и их анализа. Исследования проводили в условиях, близких к работе промышленных адсорбционных установок: давление в адсорбере ~5 МПа, температура адсорбции ~30°С, линейная скорость газа ~0,07 м/с, время контакта «газ-комбинированный слой» ~43 с. Состав газа представлен в таблице 1.
Расход газа контролировали газовым счетчиком. Влагосодержание газа (температуру точки росы по влаге) на входе и выходе из адсорбера определяли влагомером «Parametric-280».
Концентрации в газе модельного углеводорода н-гептана и изопропилмеркаптана измеряли хроматографически.
Динамическую адсорбционную емкость комбинированного слоя адсорбента и его свойства оценивали по проскоку н-гептана на выходе из реактора. Проскоком считали величину содержания н-гептана, равную 5% от первоначальной концентрации. Защитные свойства специального адсорбента оценивали по величине динамической емкости комбинированного слоя и слоя силикагеля, не защищенного специальным адсорбентом, в течение 5 циклов.
Состав газа и результаты проведенных исследований адсорбционных свойств комбинированного слоя адсорбента приведены в таблице 1.
Из представленных результатов видно, что сернистые соединения и их отложения на «не защищенном» силикагеле резко снижают адсорбционную динамическую емкость по н-гептану.
Применение данного способа в промышленности позволит увеличить срок службы силикагеля с 2-х до 3-4 лет. Все это повышает эффективность заявляемого способа осушки и очистки углеводородных газов.
Таблица 1. | |||||||
№ примера | Состав специального адсорбента, % масс | Содержание Ме(I), Me(II) | Концентрация паров n-C7H16, г/нм3 | Концентрация паров i-C3H7SH, мг/ нм3 | Динамическая емкость по n-C7H16, мас.% | Суммарная динамическая емкость по n-C7H16 и H2O, мас.% | № цикла |
1. | 8 | CuO | 3,05 | 100 | 8,6 | 9,4 | 1 |
8 | CuO | 3,05 | 100 | 8,6 | 9,4 | 2 | |
8 | CuO | 3,05 | 100 | 8,7 | 9,4 | 3 | |
8 | CuO | 3,05 | 100 | 8,6 | 9,45 | 5 | |
2. | 25 | CaO | 3,47 | 88 | 8,7 | 9,45 | 5 |
25 | CaO | 3,47 | 88 | 8,7 | 9,42 | 1 | |
3. | 15 | ZnO | 3,25 | 100 | 8,6 | 9,38 | 1 |
15 | ZnO | 3,25 | 100 | 8,6 | 9,38 | 5 | |
4.* | 15 | ZnO | 3,25 | 100 | 9,0 | 9,5 | 1 |
15 | ZnO | 3,25 | 100 | 8,8 | 9,5 | 2 | |
15 | ZnO | 3,25 | 100 | 8,2 | 9,3 | 1 | |
15 | ZnO | 3,25 | 100 | 7,6 | 9,2 | 4 | |
15 | ZnO | 3,25 | 100 | 7,2 | 9,2 | 5 | |
5. | 3 | BaO | 3,5 | 85 | 8,2 | 9,4 | 2 |
6. | 25 | CdO | 3,5 | 85 | 8,25 | 9,2 | 2 |
7. | 12 | SrO | 3,5 | 85 | 8,3 | 9,4 | 2 |
8. | 8 | MgO | 3,5 | 85 | 8,6 | 9,4 | 2 |
9. | 18 | BeO | 3,25 | 85 | 8,7 | 9,3 | 2 |
10. | 3,5 | Ag2O | 3,25 | 85 | 8,8 | 9,3 | 2 |
11. | 4,8 | K2O | 3,25 | 85 | 8,6 | 9,4 | 2 |
12. | 10,2 | Na2O | 3,05 | 85 | 8,2 | 9,0 | 2 |
13. | 3,8 | Cs2O | 3,25 | 85 | 8,2 | 9,2 | 2 |
14. | 3,8 | Na2O | 4,2 | 100 | 8,9 | 9,5 | 2 |
6,2 | BaO | ||||||
15. | 3,2 | ZnO | 3,5 | 100 | 8,9 | 9,6 | 2 |
4,8 | MgO | ||||||
16. | 3,0 | Pb2O | 3,5 | 100 | 8,2 | 9,6 | 2 |
5,0 | CuJ | ||||||
* Эксперимент проводили на силикагеле без защитного слоя специального адсорбента |
Claims (1)
- Способ осушки и очистки природных газов от углеводородов С6+ и следов сернистых соединений, таких, как меркаптаны, COS и H2S, путем контактирования природных газов с адсорбентом с последующей регенерацией противотоком очищенным газом адсорбента, отличающийся тем, что проводят последовательное контактирование природных газов с адсорбентом и мелкопористым силикагелем, в качестве адсорбента используют оксид алюминия, содержащий 3÷25 мас.% оксидов металлов I-II группы, а именно: Na, K, Pb, Cs, Сu, Ag, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Zn, Cd и их смесей, а регенерацию очищенным газом насыщенных силикагеля и адсорбента проводят при температуре 220-280°С.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007142831/15A RU2395329C2 (ru) | 2007-11-19 | 2007-11-19 | Способ осушки и очистки природного газа |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007142831/15A RU2395329C2 (ru) | 2007-11-19 | 2007-11-19 | Способ осушки и очистки природного газа |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2007142831A RU2007142831A (ru) | 2009-05-27 |
RU2395329C2 true RU2395329C2 (ru) | 2010-07-27 |
Family
ID=41022812
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007142831/15A RU2395329C2 (ru) | 2007-11-19 | 2007-11-19 | Способ осушки и очистки природного газа |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2395329C2 (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2447929C1 (ru) * | 2010-10-01 | 2012-04-20 | Открытое акционерное общество "Газпром" | Способ осушки и очистки природных газов |
RU2497573C1 (ru) * | 2012-07-13 | 2013-11-10 | Андрей Владиславович Курочкин | Способ осушки и очистки природных газов и устройство для его осуществления |
RU2508284C1 (ru) * | 2012-10-22 | 2014-02-27 | Евгений Юрьевич Кузьменко | Способ осушки и очистки углеводородных пропеллентов |
RU2509597C1 (ru) * | 2012-09-10 | 2014-03-20 | Андрей Владиславович Курочкин | Способ комплексной подготовки углеводородного газа |
-
2007
- 2007-11-19 RU RU2007142831/15A patent/RU2395329C2/ru active
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2447929C1 (ru) * | 2010-10-01 | 2012-04-20 | Открытое акционерное общество "Газпром" | Способ осушки и очистки природных газов |
RU2497573C1 (ru) * | 2012-07-13 | 2013-11-10 | Андрей Владиславович Курочкин | Способ осушки и очистки природных газов и устройство для его осуществления |
RU2509597C1 (ru) * | 2012-09-10 | 2014-03-20 | Андрей Владиславович Курочкин | Способ комплексной подготовки углеводородного газа |
RU2508284C1 (ru) * | 2012-10-22 | 2014-02-27 | Евгений Юрьевич Кузьменко | Способ осушки и очистки углеводородных пропеллентов |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2007142831A (ru) | 2009-05-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN1106212C (zh) | 空气净化 | |
US7449049B2 (en) | Method of purifying a natural gas by mercaptan adsorption | |
US8337593B2 (en) | Process for purifying natural gas and regenerating one or more adsorbers | |
US7825056B2 (en) | Adsorbent zeolitic composition, its method of preparation and its use for removing H2O and/or CO2 and/or H2S contained in gas or liquid mixtures | |
AU625032B1 (en) | A process for removing trialkyl arsines from fluids | |
CA2008611A1 (en) | Method for removing mercury from hydrocarbon oil by high temperature reactive adsorption | |
RU2395329C2 (ru) | Способ осушки и очистки природного газа | |
US6432171B1 (en) | Thermal swing adsorption process | |
RU2613914C1 (ru) | Способ переработки природного углеводородного газа | |
US7311758B2 (en) | Method of purifying a natural gas by mercaptan adsorption | |
US6391092B1 (en) | Thermal swing adsorption process for the removal of dinitrogen oxide, hydrocarbons and other trace impurities from air | |
EP1922142A1 (en) | Adsorbents for purification of c2-c3 olefins | |
US5281259A (en) | Removal and recovery of mercury from fluid streams | |
JPH03154610A (ja) | トリアルキル アルシンの除去方法 | |
JPH04227013A (ja) | 液体からトリアルキル アルシンを除去する方法 | |
RU2447929C1 (ru) | Способ осушки и очистки природных газов | |
WO2004108273A1 (en) | Method for sulfur compounds removal from contaminated gas and liquid streams | |
EP1184067A2 (en) | Process and apparatus for adsorptive purification of gases | |
JPH1150069A (ja) | 天然ガスの精製方法 | |
JPH0852304A (ja) | ガス状或は液状混合物をアルミナ及びモレキュラーシーブで構成される吸着装置を使用して乾燥させる方法 | |
TW201540348A (zh) | 經改良之酸性氣體吸附 | |
RU2213085C2 (ru) | Способ осушки и очистки углеводородных газов от меркаптанов и сероводорода | |
Ohta et al. | CO2 removal technology by chemical absorption and physical adsorption methods | |
Tilloeva | Displacement desorption | |
RU2805060C1 (ru) | Способ глубокой осушки и очистки от сернистых соединений и утилизации газа регенерации природного и попутного нефтяного газа |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20110415 |
|
PD4A | Correction of name of patent owner |