專(zhuān)利名稱(chēng)：廢三甘醇的回收利用的制作方法
所屬領(lǐng)域本發(fā)明屬于化工領(lǐng)域，一種從含有油、水、乙二醇等雜質(zhì)的凈化天然氣后廢棄三甘醇溶液中回收純?nèi)蚀嫉姆椒?，適用于廢三甘醇溶液的再生回收利用。
被污染的三甘醇以前作為廢料處理，嚴(yán)重污染了環(huán)境質(zhì)量，同時(shí)造成很大的經(jīng)濟(jì)損失，三甘醇脫水是天然氣采出后必經(jīng)的地面工藝過(guò)程之一，而且是長(zhǎng)慶氣田所有單井站對(duì)天然氣進(jìn)行初步處理的首要過(guò)程。因此，每年溶液的批用量和檢修時(shí)的退出量非常大，至2000年底，長(zhǎng)慶氣田48套脫水撬每年檢修更換的廢三甘醇達(dá)84噸。同時(shí)，由于天然氣高壓開(kāi)采的特殊條件及天然氣凈化處理的復(fù)雜性，很容易造成三甘醇的污染、變質(zhì)，使天然氣的氣質(zhì)無(wú)法達(dá)標(biāo)。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的利用三甘醇與其它雜質(zhì)較大的沸點(diǎn)差距，采用一次性減壓蒸餾的方法回收三甘醇，其具體步驟按如下工藝流程框圖 整個(gè)系統(tǒng)壓力低于-0.08Mpa，可控溫度加熱系統(tǒng)，當(dāng)蒸餾溫度為20~180℃時(shí)，蒸餾出凝析油、水、乙二醇等輕物質(zhì)的第一餾份，當(dāng)溫度達(dá)到180~190℃時(shí)，蒸餾出淡黃色、透明的三甘醇產(chǎn)品的第二餾份，當(dāng)溫度升至200℃以上時(shí)，剩余發(fā)黑、粘度較大的第三餾份，即為蒸發(fā)殘?jiān)?。本發(fā)明還采用如下技術(shù)方案采用直接一次性減壓蒸餾法即可滿(mǎn)足三甘醇產(chǎn)品要求。
減壓蒸餾操作條件依據(jù)三甘醇主體產(chǎn)物在真空度下的沸點(diǎn)來(lái)確定。
塔頂餾出物的第二餾份即作為三甘醇產(chǎn)品收集，塔底殘留物為無(wú)吸水能力的大分子量的高沸點(diǎn)物質(zhì)，包括降解產(chǎn)物。
可控溫度的加熱系統(tǒng)，其特征是采用天然氣加熱系統(tǒng)。
所采用的工藝流程的油浴，其特殊性征是采用300℃以上的熱導(dǎo)油。
所采用的工藝流程中的冷凝罐，采用水泠藏式的冷卻方法，使蒸出的氣相快速冷卻至40℃以下。
根據(jù)三甘醇被污染的原因分析，造成三甘醇污染的主要物質(zhì)為凝析油類(lèi)、鹽類(lèi)、部分分解產(chǎn)物及其它固體雜質(zhì)。凝析油類(lèi)、分解產(chǎn)物及部分輕質(zhì)物質(zhì)，其沸點(diǎn)比三甘醇低，而鹽類(lèi)及其它固體雜質(zhì)沸點(diǎn)都高于三甘醇。因此，可據(jù)污染三甘醇溶液各成份的沸點(diǎn)不同，采用蒸餾的方法將各組份分離；從三甘醇的物化參數(shù)可發(fā)現(xiàn)，三甘醇的沸點(diǎn)比其理論分解溫度高，如果采用直接蒸餾的方法凈化廢三甘醇液，會(huì)使三甘醇在沸點(diǎn)之前分解，如采用減壓蒸餾的方法，降低三甘醇的沸點(diǎn)，在低于三甘醇分解溫度時(shí)將其蒸發(fā)餾出，即可將廢三甘醇全部?jī)艋厥眨挚煞乐谷蚀嫉姆纸?，有利于?duì)廢三甘醇的回收再利用。
本發(fā)明所依據(jù)的原理是有機(jī)物的減壓蒸餾原理，即液體的沸點(diǎn)隨真空度的升高而降低，不同液體其沸點(diǎn)不同。據(jù)此將高沸點(diǎn)且高溫下易分解的三甘醇在較低的溫度下汽化分離。
具體實(shí)施如工藝過(guò)程框圖所示，其操作條件要求整個(gè)系統(tǒng)壓力低于-0.08Mpa，可控溫度加熱系統(tǒng)，當(dāng)蒸餾溫度為20～180℃時(shí)，蒸餾出凝析油、水、乙二醇等輕物質(zhì)的第一餾份，當(dāng)溫度達(dá)到180～190℃時(shí)，蒸餾出淡黃色、透明的三甘醇產(chǎn)品的第二餾份，它不含有苯、芳烴、烯烴類(lèi)物質(zhì)，當(dāng)溫度升至200℃以上時(shí)，剩余發(fā)黑、粘度較大的第三餾份，即為蒸發(fā)殘?jiān)?br> 加熱系統(tǒng)采用天然氣及其它可控濕度的供熱系統(tǒng)油浴采用300℃以上的熱導(dǎo)油；蒸餾罐換熱均勻，換熱面積滿(mǎn)足蒸餾所需熱量；冷凝罐采用水冷式或其它冷卻方式，將200℃的氣體快速冷卻至40℃以下；廢品儲(chǔ)罐、產(chǎn)品儲(chǔ)罐滿(mǎn)足壓力和一次性蒸餾的溶液儲(chǔ)量；緩沖罐滿(mǎn)足壓力，并保證系統(tǒng)壓力在操作時(shí)平穩(wěn)變化；真空泵能夠滿(mǎn)足真空度要求，正常負(fù)荷小于-0.08Mpa。
按照減壓蒸餾的原理，將特制的試驗(yàn)儀器按照設(shè)計(jì)流程連接，在真空泵形成的一定真空壓力條件下，對(duì)樣品進(jìn)行加熱，并記錄不同溫度不同時(shí)間段的餾份及體積。
分析減壓蒸餾所得各餾份的成份，同時(shí)與新入廠合格三甘醇對(duì)比分析，由結(jié)果可知第二餾份為所需產(chǎn)物。檢驗(yàn)結(jié)果如下表
發(fā)明效果2000年將回收的合格三甘醇在北2站脫水撬連接投入運(yùn)用近一個(gè)月，對(duì)其使用效果進(jìn)行監(jiān)測(cè)，生產(chǎn)記錄如下
北2站臺(tái)票脫水撬為50萬(wàn)方/天的處理量，在滿(mǎn)負(fù)荷的工作條件下，滿(mǎn)足天然氣凈化生產(chǎn)的要求。
2001年由于退出廢品率溶液量有限，加之裝置遷移，裝置運(yùn)行近一個(gè)月，產(chǎn)出三甘醇量9噸，全部用于生產(chǎn)。一部分用于南-11站，一部分用于作業(yè)一區(qū)集氣站，未出現(xiàn)任何異常生產(chǎn)現(xiàn)象。
截止2001年底，長(zhǎng)慶氣田現(xiàn)有集氣站建脫水撬共48套，合計(jì)天然氣處理能力為50×108m3/a，從氣田發(fā)展長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃看，該處理量可滿(mǎn)足至2003年。按照48套脫水撬每年檢修一次計(jì)算，每次所更換的廢三甘醇達(dá)84噸。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，廢三甘醇的回收率按60％的最低值預(yù)算，再生裝置按每天回去收400kg純?nèi)蚀嫉娜仗幚砹?，?0×108m3/a的產(chǎn)能時(shí)期，一套裝置每年運(yùn)行130天即可將廢三甘醇回收完。到2005年，氣田產(chǎn)建為100×108m3/a時(shí)，再生裝置也可滿(mǎn)足回收要求；至2010年，氣田產(chǎn)建為200時(shí)，增加一套再生裝置。
(一)、廢三甘醇不進(jìn)行回收時(shí)，氣田每年用三甘醇的費(fèi)用預(yù)測(cè)長(zhǎng)慶氣田現(xiàn)有48套脫水撬每年檢修一次更換的三甘醇量需84噸，考慮到生產(chǎn)過(guò)程中的三甘醇損失，每年需補(bǔ)充150噸新三甘醇，每噸三甘醇市場(chǎng)價(jià)格10000元，長(zhǎng)慶氣田現(xiàn)有集氣站48套脫水撬每年需三甘醇的總計(jì)劃開(kāi)支234萬(wàn)元。
(二)、廢三甘醇再生裝置運(yùn)行后，氣田每年用三甘醇的費(fèi)用預(yù)測(cè)1、設(shè)備費(fèi)用設(shè)備成本、加工費(fèi)120000元設(shè) 備安裝費(fèi)30000元 合計(jì)150000元2、設(shè)備年折舊費(fèi)150000÷5＝30000元3、裝置運(yùn)行日耗費(fèi)用日用電費(fèi)8KW×24h×0.75元＝144.00元日用天然氣費(fèi)50m3×24h×0.60元＝720.00元從工費(fèi)2人×20元＝40元合計(jì)904元
3、在氣田50×108m3/a產(chǎn)能時(shí)，每年節(jié)約三甘醇投入的費(fèi)用84噸×60％×10000元-904元×130-30000＝356480元。
(三)、氣田不同產(chǎn)建時(shí)期三甘醇再生裝置經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)根據(jù)氣田用三甘醇的消耗量及廢三甘醇回去收裝置的運(yùn)行費(fèi)用，現(xiàn)將不同產(chǎn)建時(shí)期的費(fèi)用節(jié)支情況列表如下
(表中節(jié)約率以回收率為60％的最低值計(jì)算)。從表中數(shù)據(jù)可以看出，廢三甘醇再生裝置的投入運(yùn)行，每年為氣田三甘醇的投入費(fèi)用的節(jié)約率無(wú)大于15％以上。因此，廢三甘醇再生裝置的推廣應(yīng)用，將獲得非常可觀的經(jīng)濟(jì)效益。7.流程圖及簡(jiǎn)要說(shuō)明廢三甘醇回收工藝流程如下圖在負(fù)壓下，物料由進(jìn)料管自動(dòng)流入蒸餾罐，達(dá)到蒸餾所要求溶劑體積的刻度后關(guān)閉進(jìn)料閥門(mén)；在確保真空壓力低于-0.08Mpa條件下，緩慢加熱油浴，根據(jù)不同餾分的沸點(diǎn)控制加熱溫度；不同餾分汽體經(jīng)冷凝器成為液體，依據(jù)各組分的沸點(diǎn)，將產(chǎn)品與廢品分別分流到儲(chǔ)罐。待蒸餾罐中物料體積達(dá)到最低要求時(shí)，停止加熱，冷卻后補(bǔ)充物料；產(chǎn)品罐裝桶后取樣分析。
權(quán)利要求
1.廢三甘醇的回收利用，其特征在于它是利用三甘醇與其它雜質(zhì)較大的沸點(diǎn)差距，采用一次性減壓蒸餾的方法回收三甘醇，其具體步驟按如下工藝流程框圖 整個(gè)系統(tǒng)壓力低于-0.08Mpa，可控溫度加熱系統(tǒng)，當(dāng)蒸餾溫度為20～180℃時(shí)，蒸餾出凝析油、水、乙二醇等輕物質(zhì)的第一餾份，當(dāng)溫度達(dá)到180～190℃時(shí)，蒸餾出淡黃色、透明的三甘醇產(chǎn)品的第二餾份，當(dāng)溫度升至200℃以上時(shí)，剩余發(fā)黑、粘度較大的第三餾份，即為蒸發(fā)殘?jiān)?br> 2.按照權(quán)利要求書(shū)1所述的廢三甘醇的回收利用，其特征在于采用直接一次性減壓蒸餾法。
3.按權(quán)利書(shū)1所述廢三甘醇的回收利用，其特征在于減壓蒸餾操作條件依據(jù)三甘醇主體產(chǎn)物在真空度下的沸點(diǎn)來(lái)確定。
4.按照權(quán)利要求書(shū)1所述廢三甘醇的回收利用，其特征在于塔頂餾出物的第二餾份即作為三甘醇產(chǎn)品收集，塔底殘留物為無(wú)吸水能力的大分子量的高沸點(diǎn)物質(zhì)，包括降解產(chǎn)物。
5.按權(quán)利要求書(shū)1所述的廢三甘醇的回收利用，其特征在于可控溫度的加熱系統(tǒng)是采用天然氣加熱系統(tǒng)。
6.按權(quán)利要求書(shū)1所述廢三甘醇的回收利用，其特征在于回收方法中所采用的工藝流程的油浴，采用300℃以上的熱導(dǎo)油。
7.按權(quán)利要求書(shū)1所述廢三甘醇的回收利用，其特征在于工藝流程中的冷凝罐，是采用水泠藏式的冷卻方法，使蒸出的氣相快速冷卻至40℃以下。
全文摘要
一種從含有油、水、乙二醇等雜質(zhì)的凈化天然氣后廢棄三甘醇溶液中回收純?nèi)蚀嫉姆椒?，即廢三甘醇溶液的再生回收利用，整個(gè)系統(tǒng)壓力低于－0.08MPa，可控溫度加熱系統(tǒng)，當(dāng)蒸餾溫度為20～180℃時(shí)，蒸餾出凝析油、水、乙二醇等輕物質(zhì)的第一餾份，當(dāng)溫度達(dá)到180～190℃時(shí)，蒸餾出淡黃色、透明的三甘醇產(chǎn)品的第二餾份，它不含有苯、芳烴、烯烴類(lèi)物質(zhì)，當(dāng)溫度升至200℃以上時(shí)，剩余發(fā)黑、粘度較大的第三餾份，即為蒸發(fā)殘?jiān)粌H可以節(jié)約非常大的成本，同時(shí)解決了將三甘醇作為廢料處理時(shí)的難題及可能造成的環(huán)境污染問(wèn)題。
文檔編號(hào)C07C41/00GK1465559SQ02123779
公開(kāi)日2004年1月7日 申請(qǐng)日期2002年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月28日
發(fā)明者朱天壽, 沈復(fù)孝, 楊成賀 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣股份有限公司