SU1620119A1 - Method of regeneration of absorbents based on glycol - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к технологии регенерации растворов гликолей, используемых в качестве абсорбента на установках осушки природного газа. Цель изобретени  - повышение степени обезвоживани  растворов гликолей при технически возможном минимуме потерь гликолей и метанола в процессе регенерации абсорбентов. Способ предусматривает непрерывный отбор отработанного абсорбента из процесса осушки, добавление к нему метанола до его суммарного содержани  в регенерируемом растворе 8,5-20 мас.%, нагрев откорректированной смеси до температуры выше точки кипени  воды, но не превышающей температуры начала термодеструкции гликолей, двухступенчатую ректификацию, сброс воды , возврат регенерированного раствора гликол  в процесс абсорбции влаги и регенерированного метанола в процесс подавлени  гидратообразовани . 1 з. п. ф-лы, 1 табл.This invention relates to a technology for regenerating glycol solutions used as an absorbent in natural gas dehydration plants. The purpose of the invention is to increase the degree of dehydration of glycol solutions with a technically feasible minimum loss of glycols and methanol in the process of absorbent regeneration. The method involves continuous selection of the spent absorbent from the drying process, adding methanol to it to its total content in the regenerated solution of 8.5-20 wt.%, Heating the corrected mixture to a temperature above the boiling point of water, but not exceeding the onset temperature of glycol thermal decomposition, two-step rectification , water discharge, return of the regenerated glycol solution to the process of absorption of moisture and regenerated methanol to the process of hydrate formation inhibition. 1 h. the item f., 1 tab.

Description

Изобретение относитс  к технологии регенерации растворов гликолей, используемых в качестве абсорбента на установках осушки природного газа и может быть использовано дл  обезвоживани  абсорбентов на основе гликолей (диэтиленглнкол  - ДЭГ, триэти- ленгликол  - ТЭГ) в ректификационных блоках, вход щих в состав установок подготовки природного газа к дальнему транспорту .The invention relates to the technology of regeneration of glycol solutions used as an absorbent in natural gas dehydration plants and can be used to dehydrate glycol-based absorbents (diethylene glycol-DEG, triethylene glycol-TEG) in distillation units included in natural gas treatment plants to distant transport.

Цель изобретени  - повышение степени обезвоживани  растворов гликолей в процессе регенерации абсорбентов при технически возможных минимальных потер х гликолей и метанола.The purpose of the invention is to increase the degree of dehydration of glycol solutions in the process of regenerating absorbents with technically possible minimum losses of glycols and methanol.

Водометанольные растворы гликолей согласно предлагаемому способу регенерируют в общем виде следующим образом.Water methanol solutions of glycols according to the proposed method are regenerated in general form as follows.

Отработанный абсорбент непрерывно отбирают на установку регенерации, смешивают с метанолом в избранном соотношении, подогревают в рекуперативном теплообменнике потоком регенерированного абсорбента,The spent absorbent is continuously taken to the regeneration unit, mixed with methanol in a selected ratio, heated in a regenerative heat exchanger with a stream of regenerated absorbent,

нагревают до температуры выше точки кипени  воды, но ниже температуры начала термодеструкции гликолей (дл  ДЭГа 165°С, ТЭГа - 206°С и т. д.) в подогревателе и направл ют в кубовую часть первой ступени ректификационной колонны. Регенерированный раствор гликол  вывод т из нижней части первой ступени колонны и на- пр авл ют на осушку газа. Пары воды и ме- та нола поднимаютс  в верхнюю часть первой ступени ректификационной колонны, где поддерживают температуру 100 - 105°С. Сконденсировавшиес  в верхней части первой ступени колонны пары поступают в нижнюю часть второй ступени, где происходит разгонка образовавшейс  водометаноль- ной смеси при 95-99°С. Вод ной конденсат вывод т из нижней части второй ступени ректификационной колонны. Парова  фаза поступает в верхнюю часть второй ступени колонны, где поддерживают температуру 65-70°С, и конденсируетс  в дефлегматоре . Жидкий метанол с концентрациейheated to a temperature above the boiling point of water, but below the temperature of the onset of thermal decomposition of glycols (for DEGa 165 ° C, TEGa - 206 ° C, etc.) in the preheater and sent to the bottom part of the first stage of the distillation column. The regenerated glycol solution is withdrawn from the bottom of the first stage of the column and fed to the gas drying. Water and methanol vapors rise to the top of the first stage of the distillation column, where the temperature is maintained at 100 - 105 ° C. The vapor condensed in the upper part of the first stage of the column enters the lower part of the second stage, where the resulting water-methanol mixture is distilled at 95-99 ° C. Water condensate is withdrawn from the bottom of the second stage of the distillation column. The vapor phase enters the upper part of the second stage of the column, where the temperature is maintained at 65-70 ° C and is condensed in a reflux condenser. Liquid methanol with concentration

оэ tooh to

toto

97-99 мас.% отвод т из колонны. Часть полученного метанола направл ют в емкость дл  добавлени  к регенерируемому раствору , а остальную часть вывод т из системы регенерации дл  повторного использовани  в качестве ингибитора гидратообразовани .97-99% by weight is withdrawn from the column. A portion of the produced methanol is sent to a tank to be added to the regenerated solution, and the remainder is removed from the regeneration system for reuse as a hydrate formation inhibitor.

Сущность изобретени  по сн етс  примерами его осуществлени .The invention is illustrated by examples of its implementation.

Дл  всех примеров соблюдались следующие услови : в качестве объекта исследований служили отработанные абсорбенты представл ющие собой смеси «гликоль-вода-метанол и составленные дл  примеров 1-8 на основе диэтиленгликол  (ДЭГа); дл  примеров 9-13 - на основе триэтилен- гликол  (ТЭГа).For all the examples, the following conditions were observed: spent absorbents representing glycol-water-methanol mixtures and made up for examples 1-8 based on diethylene glycol (DEG); for examples 9-13 - based on triethylene glycol (TEG).

Содержание влаги в отобранных пробах составл ло от 2,5 до 4,5 мас.%, содержание метанола 0,5-1,5 мас.%. Были приготовлены аналогичные по составу водометанольные растворы ТЭГа. Указанные смеси регенерировали согласно предлагаемому способу и по способу, выбранному в качестве прототипа, а затем определ ли осушающую способность регенерированных абсорбентов, контактиру  их с осушаемым газом и определ   точку росы обработанного газа Степень обезвоживани  гликолей определ ли титрованием отработанных проб с помощью реактива Фишера.The moisture content of the sampled samples ranged from 2.5 to 4.5 wt.%, The methanol content was 0.5-1.5 wt.%. Water-methanol solutions of TEGa of similar composition were prepared. These mixtures were regenerated according to the proposed method and according to the method chosen as a prototype, and then the drying capacity of the regenerated absorbents was determined by contacting them with the dried gas and the dew point of the treated gas was determined. Dehydration of glycols was determined by titrating the spent samples with Fisher reagent.

Технологи  промысловой обработки природного газа включает следующие стадии: закачку метанола в поток газа дл  инги- бировани , процесса гидратообразовани , осушку газа абсорбентом на основе гликол , регенерацию отработанного абсорбента. Средний состав газа Уренгойского месторождени  (сеноманска  залежь) следующий, мас.%: метан 98,23; этан 0,32, пропан 0,01; бутан 0,01; азот 1,15; диоксид углерода 0,28. Давление ,2 МПа, температура на первой ступени сепарации , температура образовани  гидратов t, 19°C. Дл  снижени  температуры гидратообразовани  на Д( и, в газовый поток закачивают 80%-ный раствор метанола в количестве 0,776 кг/1000 м . Введенный ингибитор гидратообразовани  распредел етс  следующим образом: 0,421 кг/1000 м3 находитс  в газовой фазе; 0,040 кг/1000 м3 раствор етс  в выделенном на первой ступени сепарации газовом конденсате; 0,315 кг/ /1000 м| раствор етс  в выделенной в сепа- ра горе воде Наход щийс  в газовой фазе м.с,- (Оилее 50% от вводимого количества ) поступает на установку гликолевой осушки природного газа. При примен емых удельных расходах абсорбента 15-20 кг/ /1000 м на абсорбционном оборудовании установок гликолевой осушки (1-2 теоретические тарелки или 8-10 практических) извлекаетс  40% метанола, наход щегос  в газовой фазе. Следовательно, концентраци  метанола в отработанном абсорбенте, поступающем на регенерацию, в зависимости отThe natural gas processing technology includes the following stages: injection of methanol into the gas stream for inhibition, hydrate formation process, drying of the gas with a glycol-based absorbent, regeneration of the spent absorbent. The average gas composition of the Urengoy field (senomansk deposit) is as follows, wt%: methane 98.23; ethane 0.32, propane 0.01; butane 0.01; nitrogen 1.15; carbon dioxide 0,28. Pressure, 2 MPa, temperature at the first separation stage, hydrate formation temperature t, 19 ° C. To decrease the hydrate formation temperature by D (and, 80% methanol solution in the amount of 0.776 kg / 1000 m is pumped into the gas stream. The introduced hydrate formation inhibitor is distributed as follows: 0.421 kg / 1000 m3 is in the gas phase; 0.040 kg / 1000 m3 dissolves in gas condensate separated in the first separation stage; 0.315 kg / 1000 m | dissolves in water separated in the separator; The gas in the gas phase ms, - (More than 50% of the injected amount) goes to the glycol dehydration of natural gas. 15-20 kg / / 1000 m of absorbent on the absorption equipment of glycol drying facilities (1-2 theoretical plates or 8-10 practical) 40% of methanol is extracted, which is in the gas phase. Consequently, the concentration of methanol in the spent absorbent used for regeneration , depending on the

удельного расхода (кратности орошени )specific consumption (frequency of irrigation)

составл ет 0,841 мас.% или 1,12 мас.%.is 0.841 wt.% or 1.12 wt.%.

В зимнее врем  необходимо осушить газIn the winter it is necessary to dry the gas

до температуры точки росы минус 20°С, а в летнее - до температуры точки росы минус 10°С.to the dew point temperature minus 20 ° С, and in summer - to the dew point temperature minus 10 ° С.

Пример I. Регенерацию раствора провод т по способу, выбранному в качестве прототипа. Состав регенерируемой смеси,Example I. The regeneration of the solution is carried out according to the method chosen as a prototype. The composition of the regenerated mixture

мас.%: ДЭГ-91,6; метанол 3,9; вода 4,5. Абсорбент указанного состава нагревают до 80-90°С и подают в первую (верхнюю) ступень ректификационной колонны, где из регенерированной смеси отгон ют метанолwt.%: DEG-91,6; methanol 3.9; water 4.5. The absorbent of this composition is heated to 80-90 ° C and fed to the first (upper) stage of the distillation column, where methanol is distilled off from the regenerated mixture

и воду. Концентраци  полученного таким способом водометанольного раствора составл ет , мас.%: метанол 69, вода 31. Полученный раствор непригоден дл  использовани  в качестве ингибитора гидратообразовани  вследствие низкого содержани  в нем ме0 танола и требует дополнительного концентрировани . Бинарную смесь гликоль-вода дополнительно нагревают до 165°С и подают во вторую (нижнюю) ступень ректификационной колонны, где из нее отгон ют воду.and water. The concentration of the water-methanol solution obtained in this way is, wt%: methanol 69, water 31. The resulting solution is unsuitable for use as a hydrate formation inhibitor due to the low content of methanol and requires additional concentration. The glycol-water binary mixture is additionally heated to 165 ° C and fed to the second (lower) stage of the distillation column, where water is distilled off.

5 Состав регенерированного абсорбента, мас.%: ДЭГ-96,9; вода 3,1; метанол - следы. Точка росы газа, осушенного раствором ДЭГа указанного состава, составл ет +2°С, что не соответствует требовани м к качеству газа, подаваемого в магистральный5 The composition of the regenerated absorbent, wt.%: DEG-96,9; water 3.1; methanol - traces. The dew point of the gas dried with the DEG solution of the specified composition is + 2 ° C, which does not meet the requirements for the quality of the gas supplied to the main

0 газопровод.0 gas pipeline.

Примеры 2 и 3. Эксперименты по примерам 2 и 3 провод т по технологии, аналогичной примеру 1. Содержание метанола в регенерируемой системе составл ет соответственно 6,3 и 7,7 мас.% (см. 3 колонку таб5 лицы). Полученные результаты приведены в таблице (см. колонки 5 и 7 таблицы).Examples 2 and 3. The experiments of examples 2 and 3 were carried out according to the technology similar to example 1. The methanol content in the regenerated system was 6.3 and 7.7 wt.%, Respectively (see 3 column of the table). The results are shown in the table (see columns 5 and 7 of the table).

Пример 4. Регенерацию раствора ДЭГа одного и того же состава провод т как согласно предлагаемому способу, так и по способу, выбранному в качестве прототипа. Состав регенерируемой смеси, мас.%: ДЭГ - 89,3; метанол 8,1; вода 2,6. Состав раствора гликол , полученный его регенерацией по способу, выбранному в качестве прототипа, мас.%: ДЭГ - 98,24; вода 1,76.Example 4. The regeneration of the DEG solution of the same composition is carried out both according to the proposed method and according to the method chosen as a prototype. The composition of the regenerated mixture, wt.%: DEG - 89.3; methanol 8.1; water 2.6. The composition of the glycol solution, obtained by its regeneration according to the method chosen as a prototype, in wt.%: DEG - 98.24; water 1.76.

5 Концентраци  полученного этим способом раствора метанола составл ет 73 мас.%, что делает его непригодным дл  повторного использовани  в качестве ингибитора гидратообразовани . В процессе осушки газа регенерированным раствором ДЭГа указанного5 The concentration of the methanol solution obtained in this way is 73% by weight, which makes it unsuitable for reuse as an inhibitor of hydrate formation. In the process of drying the gas with the regenerated DEG solution specified

0 состава была достигнута точка росы, равна  -6,5°С.0 composition was reached the dew point, equal to -6,5 ° C.

На регенерацию согласно предлагаемому способу поступает трехкомпонентна  смесь следующего состава, мас.%: ДЭГ - 95,88; метанол 1,12; вода 3,0. Отработанный абсор5 бент указанного состава непрерывно отбирают из процесса осушки, добавл ют в регенерируемую смесь раствор метанола концентрации 97 мас.%, довод  его содержа0According to the proposed method, a three-component mixture of the following composition is fed to regeneration, wt%: DEG - 95.88; methanol 1.12; water 3.0. The spent absorber bent of this composition is continuously taken from the drying process, a methanol solution of 97 wt.% Is added to the regenerated mixture, its content is 0%.

ние в регенерируемой смеси до 8,1 мас.%, и получают смесь такого же состава, который регенерируют по способу, выбранному в качестве прототипа. Нагревают откорректированную смесь до 164°С (выше температуры точки кипени  воды, но ниже температуры начала термодеструкции ДЭГ на ГС) и направл ют в первую ступень ректификационной колонны. После выделени  в первой ступени ректификации водометанольной смеси содержание воды в регенерирован- ном растворе ДЭГа составл ет 1,23 мас.%. Паровую смесь воды и метанола направл ют во вторую (верхнюю) ступень ректификационной колонны, где провод т разделение метанола и воды. Температуру в верхней части второй ступени ректификации поддерживают равной 66°С. Полученный раствор метанола концентрацией 98 мас.% вывод т из системы регенерации и направл ют в процесс ингибировани  гидратсюб- разовани . Регенерированный адсорбент на- правл ют в абсорбер установки осушки природного газа, где достигнута точка росы, равна -8,5°С.in the regenerated mixture up to 8.1 wt.%, and a mixture of the same composition is obtained, which is regenerated according to the method chosen as a prototype. Heat the corrected mixture to 164 ° C (above the boiling point of water, but below the temperature of the beginning of the thermal decomposition of DEG on the HS) and are directed to the first stage of the distillation column. After separation of the water methanol mixture in the first stage of distillation, the water content in the regenerated DEGa solution is 1.23 wt.%. The steam mixture of water and methanol is directed to the second (upper) stage of the distillation column, where methanol and water are separated. The temperature in the upper part of the second stage of distillation support equal to 66 ° C. The resulting 98 wt.% Methanol solution is removed from the regeneration system and sent to the process of inhibiting hydration of suction. The regenerated adsorbent is directed to the absorber of the natural gas dehydration plant, where the dew point is reached, equal to -8.5 ° C.

Данные примера свидетельствуют о том, что согласно предлагаемому способу регенерации достигнута более высока  степень обезвоживани  раствора гликол .The data of the example indicate that according to the proposed regeneration method, a higher degree of dehydration of the glycol solution has been achieved.

Примеры 5-8. Эксперименты по примерам 5-8 провод т по технологии регенерации абсорбентов согласно предлагаемому способу, аналогично примеру 4, корректиру  содержание метанола в регенерируемой смеси до значений, указанных в таблице (колонка 3). Полученные результаты приведены в таблице (колонки 4 и 6).Examples 5-8. The experiments of examples 5-8 are carried out according to the proposed method, analogously to example 4, according to the proposed method, by adjusting the content of methanol in the regenerated mixture to the values shown in the table (column 3). The results are shown in the table (columns 4 and 6).

Пример 9. Регенерацию растворов ТЭГ по предлагаемому способу провод т следующим образом. Отработанный абсорбент непрерывно отбирают из процесса осушки.Example 9. The regeneration of TEG solutions according to the proposed method is carried out as follows. Spent absorbent continuously taken from the drying process.

Он представл ет собой трехкомпонентную смесь следующего состава, мас.%: ТЭГ 96,0; метанол 1,0; вода 3,0. В поступающую на регенерацию смесь добавл ют метанол, довод  его концентрацию до 8 мас.%, нагревают откорректированную смесь до 205°С (выше температуры кипени  воды, но ниже температуры начала термодеструкции ТЭГ на 1°С) и направл ют в первую ступень ректификационной колонны. Содержание влаги в регенерированной смеси, определенной титрованием реактивом Фишера, составл ет 1,3 мас.%. Температура точки росы газа, осушенного этим раствором ТЭГ, равн етс  -9°С. Температуру в верхней части второй ступени ректификации поддерживают 66°С. Полученный раствор метанола концентрацией 98 мас.% вывод т из системы регенерации и направл ют в процессе ингибировани  гидратообразовани .It is a three component mixture of the following composition, wt.%: TEG 96.0; methanol 1.0; water 3.0. Methanol is added to the mixture entering the regeneration, bringing its concentration to 8 wt.%, Heating the corrected mixture to 205 ° C (above the boiling point of water, but below the temperature of the start of thermal decomposition of TEG by 1 ° C) and directed to the first stage of the distillation column . The moisture content of the regenerated mixture determined by titration with a Fisher reagent is 1.3% by weight. The dew point temperature of the gas dried with this TEG solution is -9 ° C. The temperature in the upper part of the second stage of rectification is maintained at 66 ° C. The resulting 98% by weight methanol solution is removed from the regeneration system and is directed during the process of hydrate formation inhibition.

Данные по результатам экспериментов приведены в таблице.Data on the results of the experiments are given in the table.

Claims (2)

1.Способ регенерации абсорбентов на основе гликолей, включающий непрерывный отбор отработанного абсорбента, его нагрев, двухступенчатую ректификацию, сброс воды и подачи регенерированного гликол  потребителю , отличающийс  тем, что, с целью повышени  степени регенерации, в отбираемый на регенерацию абсорбент дополнительно ввод т метанол до его суммарной концентрации в абсорбенте 8,5-20,0 мас.%, а смесь нагревают до температуры выше точки кипени  воды, но ниже температуры начала термодеструкции гликолей.1. A method of regenerating glycol-based absorbents, including the continuous withdrawal of the spent absorbent, its heating, two-step distillation, water discharge and supplying the regenerated glycol to the consumer, characterized in that, in order to increase the degree of regeneration, methanol is additionally added to the absorbent to be regenerated its total concentration in the absorbent is 8.5–20.0 wt.%, and the mixture is heated to a temperature above the boiling point of water, but below the temperature of the onset of the thermal degradation of glycols. 2.Способ по п. 1, отличающийс  тем, что нагрев абсорбента, содержащего диэтилен- гликоль, осуществл ют до 165°С, а содержащего триэтиленгликоль до 206°С.2. A method according to claim 1, characterized in that the heating of the absorbent containing diethylene glycol is carried out to 165 ° C, and that containing triethylene glycol to 206 ° C. 1 2 3 4 5 6 7 8 91 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 31 2 3 ДЭГ ЛЭГ ДЭГ ДЭГ ДЭГ ДЭГ ДЭГ ДЭГDAG LEG DEG DEG DEG DEG DEG DAG тэг тэг тэг тэгtag tag tag tag тэгtag 3,93.9 6,36.3 7,77.7 8,18.1 28,528.5 14,014.0 20,020.0 21 ,021, 0 8,08.0 8,58.5 13,513.5 20,020.0 21,021.0 -8,5-8,5 -10,0-10,0 -16,0-16,0 -20,0-20,0 -20,5-20,5 -9,0-9.0 -10,0-10,0 -16,0-16,0 -20,0-20,0 -21 ,0-21, 0 1,23 1 ,10 0,75 0,55 0,52 1 ,30 1,15 0,93 0,80 0,761.23 1, 10 0.75 0.55 0.52 1, 30 1.15 0.93 0.80 0.76 3,10 2,71 2,11 1,763.10 2.71 2.11 1.76