СПОСОБ ОБРАБОТКИ СОДЕРЖАЩЕЙ РТУТЬ И КИСЛЫЕ ГАЗЫ ГАЗОВОЙ СМЕСИ С ВЫСОКИМ СОДЕРЖАНИЕМ УГЛЕВОДОРОДОВ
METHOD FOR TREATING A HYDROCARBON-RICH GAS MIXTURE CONTAINING MERCURY AND ACID GASES

Изобретение относится к способу обработки содержащей ртуть и кислые газы газовой смеси с высоким содержанием углеводородов, в частности природного газа, согласно которому смесь подвергают адсорбционному отделению ртути и последующей мокрой очистке от кислых газов.
3
3
Удаление ртути из вышеуказанных газовых смесей служит для защиты содержащих алюминиевые сплавы деталей оборудования от коррозии, а также для защиты людей и окружающей среды от токсичного действия ртути или ее соединений. Содержание ртути в таких газовых смесях обычно составляет от 1 до 1000 нанограммов на нормальный кубический метр (нг/Нм). Благодаря процессу адсорбционного отделения ртути это содержание можно снизить до 0,01-0,001 нг/Нм.
Изначально для этой цели в распоряжении, по существу, имелся лишь пропитанный серой активированный уголь, который, разумеется, было необходимо защищать от влаги, таким образом, он вводился после обычно предусматриваемого процесса сушки. Недавнее применение неорганического материала-подложки для активных соединений серы позволяет применять адсорберы ртути и при наличии влаги, так что адсорбционное отделение ртути может быть осуществлено перед или после мокрой очистки от кислых газов.
2
2
Мокрая очистка от кислых газов служит для удаления нежелательных компонентов, в частности HS, CO и COS как типичных соединений кислых газов, чтобы, наряду с прочим, предотвратить засорение или образование отложений на дальнейших деталях оборудования. При мокрой очистке от кислых газов в качестве моющего средства, как правило, используют водные растворы химических соединений, которые образуют с удаляемыми кислыми газами обратимые связи. Углеводороды лишь очень в малой степени растворимы в этом типе моющих средств.
Размещение адсорбционного отделения ртути перед мокрой очисткой от кислого газа обеспечивает максимальную защиту последующих частей установки от загрязнения, так как благодаря этому ни фракция кислых газов, удаленная на стадии мокрой очистки от кислых газов, ни требующийся для регенерации адсорбера ртути регенерирующий газ не содержат ртути. Оба потока (фракция кислого газа и регенерирующий газ) потенциально представляют угрозу для людей и окружающей среды.
Как правило, из-за наличия воды в обрабатываемой газовой смеси необходимо предусмотреть влагоотделитель перед адсорбционным отделением ртути, чтобы не допустить попадания жидкости в находящиеся дальше по схеме один или несколько адсорберов ртути. Даже если используемый адсорбент не всегда повреждается жидкостью, однако его функция во влажном состоянии раскрывается не полностью, из-за чего в известных случаях получается неполное удаление ртути.
Однако при работе адсорбера ртути температура может упасть ниже точки росы для воды и/или углеводородов, что нежелательно, так как, например, увлекаются капли из вышеуказанного влагоотделителя или так как газовая смесь в линии между влагоотделителем и адсорбером охлаждается и частично конденсируется.
Задачей настоящего изобретения является разработать подходящий способ обработки содержащей ртуть и кислые газы газовой смеси с высоким содержанием углеводородов, в частности природного газа, который обеспечивает сухую эксплуатацию адсорбера ртути в газовой фазе и гарантирует, что на последующей стадии мокрой очистки от кислых газов не произойдет нежелательного образования жидких углеводородов и сопутствующего этому вспенивания.
Для решения этой задачи предлагается способ обработки содержащей ртуть и кислые газы газовой смеси с высоким содержанием углеводородов, который отличается тем, что подлежащую обработке газовую смесь перед подачей на адсорбционное отделение ртути нагревают по меньшей мере настолько, чтобы не допустить снижения температуры ниже точки росы для воды на стадии адсорбционного отделения ртути и снижения температуры ниже точки росы для углеводородов на стадии мокрой очистки от кислых газов.
Согласно изобретению, адсорбционное отделение ртути, соответственно адсорбер или адсорберы ртути работают при контролируемой температуре, которая лежит достаточно выше точки росы, чтобы можно было надежно предотвратить обусловленное наличием жидкости нарушение работы адсорбционного отделения ртути. Аналогично, на последующей стадии мокрой очистки от кислых газов благодаря предлагаемому изобретением способу можно предотвратить нежелательное образование жидких углеводородов и, тем самым, сопутствующее образование пены.
В принципе, обрабатываемую газовую смесь можно нагревать за счет любого источника тепла. В предпочтительном способе обрабатываемую газовую смесь нагревают за счет очищенной от кислых газов фракции, отбираемой в голове колонны мокрой очистки от кислых газов. Эта фракция достаточно нагревается на стадии мокрой очистки от кислых газов теплотой соединения между моющим средством и компонентами кислого газа, а также за счет добавления теплого моющего средства в колонну в качестве флегмы.
В усовершенствованном способе согласно изобретению предлагается нагревать обрабатываемую газовую смесь по меньшей мере на 5-30°C, предпочтительно по меньшей мере на 15-25°C между выходом с процесса влагоотделения, соответственно из влагоотделителя, который служит для удаления воды, и входом на мокрую очистку от кислых газов.
Предлагаемый изобретением способ обработки содержащей ртуть и кислые газы газовой смеси с высоким содержанием углеводородов, а также его предпочтительные варианты осуществления подробнее поясняются ниже на примере осуществления, показанном на фигуре 1.
Влажную, содержащую ртуть и кислые газы газовую смесь 1 с высоким содержанием углеводородов проводят на влагоотделитель D и в нем освобождают от жидкости, например воды, которая выводится из влагоотделителя D по линии 7. Согласно изобретению, отбираемую с головы влагоотделителя D газовую смесь 2 нагревают в теплообменнике E по меньшей мере настолько, чтобы не допустить снижения температуры ниже точки росы для воды на последующей стадии адсорбционного отделения ртути A и снижения температуры ниже точки росы для углеводородов на стадии мокрой очистки от кислых газов T. В варианте осуществления, показанном на фигуре 1, это нагревание производится за счет очищенной от кислых газов фракции 6, отбираемой в голове колонны мокрой очистки кислых газов T, которая затем проводится, например, на окончательную сушку.
3
Нагретую в теплообменнике E газовую смесь 2 на стадии адсорбционного отделения ртути очищают от ртути до остаточного содержания от 0,01 до 0,001 нг/Нм. Для ясности адсорбционное отделение ртути показано в форме адсорбера A. Он содержит подходящий для адсорбции ртути адсорбент или адсорбирующий материал. Когда он исчерпается, его следует заменить; как правило, регенерация in situ не проводится. Обычно последовательно включаются два адсорбера. Когда адсорбент в первом адсорбере истощится, переключаются на второй адсорбер.
Очищенную от ртути газовую смесь 3, отобранную с адсорбционного отделения ртути A, подают в колонну T, которая служит для отделения нежелательных компонентов кислого газа. В верхнюю часть колонны T подается подходящее моющее средство 4. Из головы колонны T отбирают избавленную от нежелательных компонентов кислого газа газовую смесь и проводят на ее дальнейшую обработку, например на сжижение, или отправляют на применение.