Спосіб вилучення вологи і вуглеводневого конденсату із природного газу

1. Спосіб вилучення вологи і вуглеводневого конденсату із природного газу, що включає адсорбцію вологи шляхом контактування газу з цеолітмістким сорбувальним матеріалом при швидкості подачі газу 0,15-0,25 м/с і наступну регенерацію сорбувального матеріалу, який відрізняється 42914 клад розчин діетиленгліколю. Крім того, процес вилучення вологи з газу ведуть при 20-40°С, використовують комбінований сорбувальний матеріал такого складу (мас.%): природний цеоліт 80-95 і розчин діетиленгліколю 5-20, а як природний цеоліт може бути використаний клиноптилоліт з розміром частинок 3-10 мм. В запропонованому способі відмінними від прототипу ознаками у всіх випадках здійснення способу є використання комбінованого сорбувального матеріалу з цеоліту та абсорбенту, а також послідовність пропускання газу через сорбенти. Таким чином, запропоноване технічне рішення відповідає критерію винаходу "новизна". Аналіз відомих способів вилучення вологи із природного газу показав, що застосовані в сорбувальному матеріалі речовини окремо відомі, наприклад, цеоліт і діетиленгліколь. Однак їх використання у відомих технологіях очистки газів не приводить до таких результатів, які досягнуті в запропонованому рішенні, а саме - наявності синергічного ефекту поглинання вологи та вуглеводневого конденсату із природного газу. Залежність відрізняючих ознак і одержаного результату з літератури не відома. Це дає можливість зробити висновок про творчий характер розробки, тобто відповідність запропонованого рішення критерію "винахідницький рівень". Спосіб здійснюється таким чином. Приклад 1 Природний газ пропускають через комбінований сорбувальний матеріал такого складу (мас.%): природний цеоліт (клиноптилоліт) - 90, діетиленгліколь - 10. Процес осушування газу здійснюють при швидкості 0,20 м/с та температурі 30°С. Зниження експлуатаційних витрат здійснюється за рахунок використання дешевого природного цеоліту замість синтетичного гранульованого цеоліту типу NaA, а також внаслідок значного зменшення використання діетиленгліколю. Крім того, зниження експлуатаційних витрат досягається також завдяки збільшенню терміну використання цеоліту внаслідок застосування крупніших частинок сорбційного матеріалу (3-10 мм) в порівнянні з прототипом (2-3 мм). Це пояснюється тим, що з часом поверхня сорбційного матеріалу частково руйнується і при цьому його сорбційна ємність зменшується. Збільшення розмірів частинок (>10 мм) також недоцільне, тому що пори, що знаходяться в середній частині, не при ймають участі в сорбції, тобто також зменшується сорбційна ємність. Запропонований спосіб було перевірено розрахунковим та експериментальним шляхом в лабораторії. В теперішній час проводяться випробування природного цеоліту в процесі осушування природного газу від вологи та вуглеводневого конденсату на дослідній установці газопромислового комплексу України. Середня сорбційна ємність системи осушки газу від водяної пари склала 300 мас.%. Після 10 циклів експлуатації ця сорбційна ємність практично не змінилась. Вміст коксоутворюючих речовин (закоксованість) на клиноптилоліті не перевищував 0,001%. В лабораторних умовах проведено ряд дослідів по перевірці запропонованого способу вилучення вологи і вуглеводневого конденсату із природного газу. В табл. 1 і 2 наведені приклади здійснення даного способу (1-7). В табл. 3 наведені основні показники запропонованого та відомого способів. Дані, показані в табл. 1, 2 і 3, свідчать, що запропонований спосіб вилучення вологи (осушування) відрізняється більш високою ефективністю в порівнянні з відомим: досягнута більш висока динамічна ємність комбінованого сорбувального матеріалу по парах води, рівна 250-350 мас.% проти 22-25; закоксованість клиноптилоліту після 10 циклів практично відсутня; підвищено на 20-30% термін використання клиноптилоліту: до 3,0-3,5 років проти 2,0–2,6 років за прототипом. Експлуатаційні витрати по запропонованому способу в зв'язку з більш високою вологоємністю комбінованого сорбувального матеріалу, більшим терміном використання клиноптилоліту та більш низькою собівартістю клиноптилоліту в порівнянні з синтетичним гранульованим цеолітом NaA знижені на 30–40%. Економічний ефект від впровадження запропонованого способу при осушуванні 2 млрд. м 3/рік може становити не менше 250 тис. грн. Джерела інформації 1. А.с. СРСР № 1606827, кл. F25J3/00, В01D53/25. Бюл. № 42 за 1990 р. 2. А.с. СРСР № 1581977, кл. F25J3/00, В01D53/25. Бюл. № 28 за 1990 р. 3. А.с. СРСР № 1527457, кл. F25J3/00. Бюл. № 45 за 1989 p. 4. Патент РФ № 2030199, кл. В01D53/02. Бюл. № 7 за 1995 р. - прототип. 2 42914 Таблиця 1 Показник Параметри дослідів за запропонованим способом Відомий спосіб 1 Склад сорбувального матеріалу, %: - природний цеоліт - діетиленгліколь Фракція цеоліту, мм Умови осушування: лінійна швидкість подачі газу, м/с температура, °С тривалість циклу, години Результати осушування: точка роси осушеного газу,°С сорбційна динамічна ємність, мас.% закоксованість цеоліту після 10 циклів роботи, % експлуатаційні витрати, відн. од. 2 3 90 10 5 85 15 3 95 5 3 100 (синтетичний цеоліт) 2-3 0,20 30 10 0,25 25 10,5 0,15 40 10,5 0,15-0,25 40-60 10 -70 350 0,001 0,6 -71 250 0,001 0,7 -70 300 0,001 0,7 -70 22,0 0,001 1,0 Таблиця 2 Параметри дослідів, що ви ходять за межі запропонованого способу 4 5 6 7 Показник Склад сорбувального матеріалу, %: - природний цеоліт - діетиленгліколь Фракція цеоліту, мм Умови осушування: - лінійна швидкість подачі газу, м/с - температура, °С - тривалість циклу, години Результати осушування: - точка роси осушеного газу, °С - сорбційна динамічна ємність, мас.% - закоксованість цеоліту після 10 циклів роботи, % - експлуатаційні витрати, відн. од. 75 25 10 97 3 10 90 10 5 90 10 5 0,20 30 11 0,20 30 12 0,20 15 12 0,20 50 10 -71 250 0,002 0,8 -69 200 0,002 0,8 -70 300 0,001 0,8 -70 300 0,001 0,8 Таблиця 3 Показники Відомий спосіб Запропонований спосіб Умови осушування: - лінійна швидкість подачі газу, м/с - температура, °С Цеоліт Розмір частинок, мм Сорбційна динамічна вологоємність, мас.% Експлуатаційні витрати, відн. од. Термін використання цеоліту, рік 0,15-0,25 40-60 синтетичний 2-3 22-25 1,0 2,6 0,15-0,25 20-40 природний 3-10 250-350 0,6-0,7 3,5 3 42914 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2002 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ __________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 __________________________________________________________ 4