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, 6 МПК B01D 53/26, С07С 319/26, приоритет 30.07.1997, опубл. 27.02.1998 в бюлл. №6), в котором осушка одоранта осуществляется с помощью устройства, содержащего адсорберы, заполненные силикагелем марки ШСМГ. В адсорберах происходит поглощение растворенной в одоранте влаги. Одорант проходит слой силикагеля сверху вниз, затем через фильтры, улавливающие механические примеси, 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.
Меркаптаны, из которых состоит одорант, имеют низкую температуру застывания - ниже минус 80°С. Однако меркаптаны частично растворяются в воде, 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 не выше минус 15°С. Однако следует отметить, что такая степень осушки не отвечает современным требованиям потребителей.
Основными недостатками указанных технических решений 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 40°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 40°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 оксид алюминия, 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, а в качестве накопительной емкости содержит гравитационный отстойник полочно-трубчатого типа.
Отличием заявляемого блока от указанного выше, наиболее близкого к нему и принятому за прототип, является то, что адсорберы содержат в качестве адсорбента оксид алюминия, 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, а в качестве накопительной емкости содержит гравитационный отстойник полочно-трубчатого типа.
Применение оксида алюминия в качестве адсорбента одоранта обеспечивает снижение температуры помутнения одоранта до значения не выше минус 40°С., что существенно улучшает его качественные характеристики.
Использование фильтров, установленных на линии выхода осушенного одоранта, за счет улавливания механических примесей из потока осушенного одоранта обеспечивает его полную очистку от осколков адсорбента и исключает образование отложений в оборудовании.
Наличие загрузочно-разгрузочной емкости, соединенной с низом адсорберов, обеспечивает возможность проведения слива одоранта перед процессом регенерации и способствует более четкому регулированию процесса.
Использование гравитационного отстойника полочно-трубчатого типа в качестве накопительной емкости обеспечивает возможность проведения более полного предварительного отделения воды от одоранта, что способствует подаче в адсорбер уже несколько осушенного одоранта и, тем самым, обеспечивает в дальнейшем более глубокую степень осушки одоранта, что улучшает его качественные характеристики.
Таким образом, заявляемый блок адсорбционной осушки одоранта позволяет обеспечить технический результат, заключающийся в повышении степени осушки одоранта путем улучшения качественных характеристик одоранта за счет снижения его температуры помутнения до значения не выше минус 40°С, более полного предварительного отделения растворенной воды из одоранта и улавливания механических примесей из потока осушенного одоранта.
2
3
Оксид алюминия марки АО выпускает ООО «Верхневолжский катализаторный завод «РеалСорб» в виде гранул размером 2-7 мм в форме шара, цилиндра или трилистника, удельной поверхностью 220-350 м/г, насыпной плотностью 0,60-0,90 г/см, статической активностью по адсорбции влаги из воздуха при относительной влажности 60% и температуре 20-25°С 14-18% масс., и применяется в качестве осушителя в химических, нефтехимических и других производствах.
Гравитационный отстойник выпускается Бугульминским механическим заводом ОАО «Татнефть» и представляет собой горизонтальный цилиндрический сосуд с эллиптическими днищами, с полочно-трубчатой насадкой, имеет сборник тяжелой жидкой фазы (вода) с наружным подогревателем и внутренним устройством ввода газожидкостной смеси, отсеки сбора тяжелой и легкой жидких фаз, перелива тяжелой фазы через регулируемую переливную перегородку, сетчатый отбойник, и применяется для отстоя и отделения отстоявшейся воды.
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 гравитационный отстойник полочно-трубчатого типа 2, соединенный с параллельно установленными адсорберами 3-6, заполненными адсорбентом, в качестве которого используется оксид алюминия. 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 гравитационного отстойника полочно-трубчатого типа 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 21-29, поясняющие проведение технологического процесса.
Блок адсорбционной 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 гравитационный отстойник 2, в котором под действием силы тяжести происходит разделение смеси одорант: вода и на дно отстойника осаждается более тяжелая фаза - вода, которая затем автоматически дренируется в емкость рекуперации 18. Из гравитационного отстойника 2 одорант подается двумя параллельными потоками в адсорберы 3 и 4, заполненные оксидом алюминия и находящиеся на стадии адсорбции. Перед началом цикла адсорбции адсорберы 3 и 4 с отрегенерированным оксидом алюминия 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 оксида алюминия происходит осушка одоранта за счет поглощения оксидом алюминия растворенной в одоранте воды. Далее осушенный одорант направляется по линии 13 через фильтры 14, улавливающие механические примеси в виде осколков оксида алюминия 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 для удаления остатков одоранта, удерживаемого оксидом алюминия. 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→и через холодильник 8 подают в сепаратор 9, а затем по линии 10 направляют в коллектор низконапорных газов.
Регенерацию оксида алюминия проводят товарным газом при температуре 300-320°С в течение 4-5 ч, осуществляя нагрев адсорбента со скоростью 50°С/ч с последующим его охлаждением. При этом газ поступает по линии 19 (фиг.1) через электроподогреватели 15 и 16, в которых нагревается до температуры 20°С и 320°С соответственно, и далее по линии 12 поступает в нижнюю часть адсорбера 5. Пройдя слой адсорбента и поглотив из него влагу, газ регенерации направляется по линии 7 через холодильник 8 в сепаратор 9, в котором 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 адсорбента проводится охлажденным товарным газом. При этом газ поступает по линии 19 (фиг.1) через электроподогреватель 15 и далее по линиям 20→29 направляется в адсорбер 6. Пройдя слой оксида алюминия снизу вверх, и забрав из него тепло, газ охлаждения 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 четырехадсорберной схеме работает по циклограмме 24:12:12. В случае снижения адсорбционной емкости адсорбента вследствие его дезактивации возможна работа блока по циклограмме 16:8:8.
В результате использования оксида алюминия в качестве адсорбента достигается более глубокая степень осушки одоранта.
Применение заявляемой полезной модели обеспечивает температуру помутнения одоранта до значения не выше минус 40°С, что позволит использовать одорант при более низких температурах окружающей среды.
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;
- увеличивается выход одоранта;
- обеспечивается возможность получения одоранта с температурой помутнения - не выше минус 40°С, что соответствует современным требованиям 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 40°С.
В настоящее время заявляемый блок адсорбционной осушки одоранта находится в стадии разработки проектной документации.