БЛОК АДСОРБЦИОННОЙ ОСУШКИ ОДОРАНТА

Полезная модель относится к установкам получения одоранта из меркаптансодержащего углеводородного сырья и может использоваться в газоперерабатывающей промышленности.
Одной из важных эксплуатационных характеристик одоранта является отсутствие в его составе воды, что позволяет обеспечить необходимую скорость подачи и испарения одоранта в газовую фазу не только в летний, но и в зимний период. Содержание воды в одоранте лимитируется таким показателем, как температура помутнения, характеризующим влагосодержание одоранта. Для обеспечения требований по данному показателю получаемый одорант проходит процесс адсорбционной осушки.
Известен способ получения одоранта (патент РФ №2105597, 6МПК B01D 53/26, С07С 319/26, приоритет 30.07.1997, опубл. 27.02.1998 в бюлл. №6), в котором осушка одоранта происходит в адсорберах, заполненных силикагелем марки ШСМГ. В адсорберах происходит поглощение растворенной в одоранте влаги. Одорант, пройдя слой силикагеля сверху вниз через фильтры, предназначенные для улавливания механических примесей, направляется в емкость накопитель осушенного одоранта. Регенерацию силикагеля проводят газом регенерации цеолитов через клапан-регулятор по трубопроводу, соединенному с нижней частью адсорберов. После регенерации газ поступает сначала в аппарат воздушного охлаждения, затем в водяной холодильник, и далее поступает в сепаратор для отделения воды, которая отводится в емкость рекуперации, а газ подается в трубопровод газа стабилизации.
Полученный предлагаемым способом одорант соответствует ТУ 51-81-82 и имеет температуру помутнения не выше минус 15°С.
Наиболее близким к заявляемому по назначению и совокупности существенных признаков является блок адсорбционной осушки одоранта, описанный в установке получения одоранта из углеводородов (патент РФ №66743, 8 МПК С07С 319/02, приоритет 21.08.2006, опубл. 27.09.2007 в бюл. №27).
Блок адсорбционной осушки легкокипящих меркаптанов содержит параллельно установленные накопительные емкости, соединенные с параллельно установленными адсорберами, представляющими собой две полулинии, одна из которых работает в режиме осушки, а другая - в режиме регенерации адсорбента. Верх адсорберов соединен линией выхода газа регенерации через систему холодильников с сепаратором, верх которого соединен с линией отвода газа регенерации, а низ с линией отвода воды. Низ адсорберов подсоединен к линии подачи газа регенерации, а также к накопительной емкости с линией выхода осушенных легкокипящих меркаптанов. В качестве адсорбента используется силикагель марки ШСМГ.
Сами по себе меркаптаны, из которых состоит одорант, имеют низкую температуру застывания - ниже минус 80°С. Однако меркаптаны частично растворяют воду, поэтому одорант, выделяемый из газового конденсата экстракцией водным раствором щелочи, содержит растворенную воду, которая при понижении температуры может выделяться в виде кристаллов льда. Осушка одоранта, осуществляемая с использованием в качестве адсорбента силикагеля, обеспечивает температуру помутнения (или температуру застывания товарного продукта) не выше минус 15°С. Однако следует отметить, что такая степень осушки не отвечает современным требованиям потребителей.
Основными недостатками блока осушки одоранта с использованием силикагеля в качестве адсорбента являются:
- совместная адсорбция воды и меркаптанов, что приводит к частичной потере одоранта при регенерации силикагеля;
- неспособность силикагеля при существующем режиме регенерации (160-170°С) обеспечить соответствие качества одоранта современным требованиям по показателю температура помутнения - не выше минус 30°С.
Задачей заявляемой полезной модели является разработка конструкции блока осушки одоранта, обеспечивающего улучшение качественных характеристик одоранта за счет снижения его температуры помутнения до значения не выше минус 30°С.
Поставленная задача в предлагаемом блоке адсорбционной осушки одоранта, включающем линию подачи одоранта в накопительную емкость, соединенную с параллельно установленными адсорберами, заполненными адсорбентом, верх которых соединен линией выхода газа регенерации через холодильник с сепаратором, верх которого соединен с линией отвода газа регенерации, а низ с линией отвода воды, при этом низ адсорберов соединен с линиями подачи газа регенерации и выхода осушенного одоранта, решается тем, что адсорберы содержат в качестве адсорбента цеолит NaA, блок осушки дополнительно снабжен фильтрами для улавливания механических примесей, установленными на линии выхода осушенного одоранта, и загрузочно-разгрузочной емкостью для слива одоранта, соединенной с низом адсорберов.
Отличием заявляемого блока от указанного выше, наиболее близкого к нему, является то, что адсорберы содержат в качестве адсорбента цеолит NaA, блок осушки дополнительно снабжен фильтрами для улавливания механических примесей, установленными на линии выхода осушенного одоранта, и загрузочно-разгрузочной емкостью для слива одоранта, соединенной с низом адсорберов.
Получаемый при этом технический результат заключается в обеспечении снижения температуры помутнения одоранта до значения не выше минус 30°С, вследствие чего повышается степень осушки одоранта.
Из доступных источников научно-технической и патентной информации объектов с заявляемой совокупностью существенных признаков не выявлено.
На фиг.1 представлена схема блока адсорбционной осушки одоранта, на фиг 2. показаны направления потоков процесса заполнения одоранта из загрузочно-разгрузочной емкости 17 на примере адсорбера 3, процесса продувки на примере адсорбера 4, а также процесса слива одоранта в загрузочно-разгрузочную емкость 17 на примере адсорбера 5.
Блок адсорбционной осушки одоранта состоит из линии 1 подачи одоранта в накопительную емкость 2, соединенную с параллельно установленными адсорберами 3-6, заполненными цеолитом NaA. Верх адсорберов 3-6 соединен линией 7 выхода газа регенерации через холодильник 8, в качестве которого используется аппарат воздушного охлаждения, с сепаратором 9, верх которого соединен с линией 10 отвода газа регенерации, а низ с линией 11 отвода воды. Низ адсорберов 3-6 соединен с линией 12 подачи газа регенерации и линией 13 выхода осушенного одоранта, на которой установлены фильтры 14, улавливающие механические примеси. Блок осушки снабжен электроподогревателями 15 и 16, загрузочно-разгрузочной емкостью 17, соединенной с низом адсорберов 3-6, а также емкостью 18 рекуперации, соединенной с низом сепаратора 9 и накопительной емкости 2. Блок осушки имеет линию 19 подачи товарного газа, используемого в качестве газа регенерации, линию 20 подачи газа для охлаждения адсорберов 3-6, а также линии 21-28, поясняющие проведение технологического процесса.
Блок осушки одоранта работает следующим образом.
Заявляемый блок имеет четыре адсорбера, работающие по схеме 2:1:1, т.е. два аппарата работают в режиме осушки одоранта, один - в режиме регенерации адсорбента и один - в режиме охлаждения, что отражено на фиг.1. После окончания цикла регенерации режим работы аппаратов меняется.
2
Одорант, получаемый из газового конденсата экстракцией водным раствором щелочи, по линии 1 подается в накопительную емкость 2 для отделения свободной воды, которая затем дренируется в емкость рекуперации 18. Из емкости 2 одорант подается двумя параллельными потоками в адсорберы 3 и 4, заполненные цеолитом NaA и находящиеся на стадии адсорбции. Перед началом цикла адсорбции адсорберы 3 и 4 с отрегенерированным цеолитом NaA заполняются одорантом из загрузочно-разгрузочной емкости 17 путем выдавливания одоранта товарным газом с давлением 14 кг/см. Заполнение одоранта в адсорбер 3 осуществляется из емкости 17 по линиям 23 и 27 (см. фиг.2). В адсорберах 3 и 4, работающих в режиме адсорбции, при прохождении одоранта сверху вниз через слой цеолита NaA происходит осушка одоранта за счет поглощения цеолитом растворенной в одоранте воды. Далее осушенный одорант направляется по линии 13 через фильтры 14, улавливающие механические примеси в виде осколков цеолита, и поступает на склад хранения одоранта либо на фракционирование.
При этом адсорбер 5 находится в стадии регенерации, а адсорбер 6 - в стадии охлаждения.
2
Перед началом регенерации проводят слив одоранта из адсорбера 5 выдавливанием товарным газом с давлением 14 кг/см по линиям 20→21→22, далее через адсорбер 5, а затем по линиям 28→23 в загрузочно-разгрузочную емкость 17 (см. фиг.2). После слива одоранта проводят продувку адсорбера 5 товарным газом в течение 20 минут для удаления остатков одоранта, удерживаемого цеолитом. Процесс продувки показан на примере адсорбера 4 на фиг.2, где товарный газ подают по линиям 20→24, через адсорбер 4, далее по линиям 25→26→7→ подают через холодильник 8 в сепаратор 9 и затем по линии 10 направляют в коллектор низконапорных газов.
Регенерацию цеолита NaA проводят товарным газом, который поступает по линии 19 (фиг.1) сначала в электроподогреватель 15, где нагревается до 20°С, затем в электроподогреватель 16, где нагревается до температуры 300-320°С, и далее по линии 12 поступает в адсорбер 5. На начальном этапе регенерации осуществляют постепенный подъем температуры газа. В течение первого часа поддерживают температуру газа регенерации на входе в адсорбер 5 около 100°С, затем в течение последующих 4-5 часов осуществляют подъем температуры со скоростью не более 50°С/час и доводят температуру на выходе из адсорбера до необходимой (максимально до 300°С) и выдерживают при этой температуре 1-2 часа. Пройдя слой адсорбента, и поглотив из него влагу, газ регенерации направляется по линии 7 в холодильник 8, где охлаждается до температуры не более 45°С. Затем газ поступает в сепаратор 9, где происходит отделение воды, увлеченной газом регенерации, после чего газ регенерации отводится по линии 10 и подается в коллектор низконапорных газов, а вода из сепаратора 9 автоматически отводится по линии 11 в емкость рекуперации 18.
Охлаждение цеолита проводится охлажденным товарным газом в течение 10 часов 40 минут. Газ поступает по линии 19 (фиг.1) в электроподогреватель 15, где подогревается до 20°С, и далее по линии 20 поступает в адсорбер 6. Пройдя слой цеолита снизу вверх, и забрав из него тепло, газ охлаждения с температурой не более 300°С смешивается с газом регенерации и по линии 7 поступает на охлаждение в холодильник 8.
Адсорберы поочередно работают в режимах адсорбции, регенерации и охлаждения. Блок осушки одоранта при четырех адсорберной схеме работает по циклограмме 24:12:12. В случае снижения адсорбционной емкости цеолита вследствие его дезактивации возможна работа блока по циклограмме 16:8:8.
Заявляемый блок адсорбционной осушки одоранта по сравнению с прототипом имеет следующие преимущества:
- увеличение температурного режима процесса регенерации позволяет проводить более качественную регенерацию адсорбента от тяжелых углеводородов;
- улучшается степень осушки одоранта;
- увеличивается выход одоранта;
- обеспечивается возможность получения одоранта с температурой помутнения - не выше минус 30°С, что соответствует требованиям ИСO13734:1998 и потребителей;
Таким образом, использование заявляемого блока адсорбционной осушки одоранта позволяет повысить качество его осушки, а также расширить номенклатуру одорантов и обеспечить выпуск одоранта с температурой помутнения - не выше минус 30°С.
В настоящее время заявляемый блок адсорбционной осушки одоранта находится в стадии разработки проектной документации.