[其他]气体干燥工艺

说明书

本发明的目的在于给出工业气体的脱水工艺方法。更准确地说，本发明涉及液态有机干燥剂的脱水工艺方法以及用已脱水的干燥剂来降低工业气体流露点的工艺方法。

工业气体，如氢、天燃气和别的普通气态碳氢化合物，常常含有来自各种来源的湿气。这种湿气会带来麻烦，这在工业气体的管路输运中尤为突出，因为它将导致生成水合物。这些水合物是固体，可使设备堵塞。为了减少湿气带来的麻烦，就需要将工业气体干燥。气体的干燥度可以用其露点来标志。所以希望降低工业气体的露点。

当气体，具体地说如天燃气，用乙二醇尤其是用三甘醇来干燥时，气体中的水蒸汽被吸收并生成含水的乙二醇。这种含水乙二醇必须重新浓缩以除去其中的大部分水分，才能再次用来干燥气体。为此，通常是将含水乙二醇加热，把其中的大部分水分蒸发分离出去而得到低含水量的浓缩乙二醇。浓缩了的乙二醇就可以放回到气体干燥段内。仅靠加热的办法并不能达到完全干燥湿乙二醇的目的，因为在对醇类最高加热温度下（对三甘醇约为205℃），也只能获得最高约为99.0%的干燥程度。连续运行时，较高的加热温度将导致乙二醇的部分热分解，因此较高再浓缩的好处由于增加了乙二醇的损耗而失去了。

然而，人们还是作了不少不少努力来进一步提高乙二醇的浓度，因为被乙二醇干燥的气体中的残余湿气随着作为干燥剂的乙二醇的浓度增高而成比例地减少。例如，采用99.9%的三甘醇（代替99%的三甘醇）在20℃的接触温度下与被干燥气体接触时，可以使气体露点多降低20至40℃。

人们也知道，把干燥了的或未经干燥的含有液态碳氢化物的天燃气冷却，例如冷却到-30至0℃，就可以使气体含有的液态碳氢化合物和可能含有的水冷凝并分离出来。对于未经干燥的天然气，可在冷却前将干燥过的乙二醇作为抗水化剂喷射到该天燃气气流中，当天燃气膨胀到管路压力后，湿乙二醇和液态碳氢化合物就以冷凝物形式分离出来。这种湿乙二醇和利用乙二醇的吸收作用来干燥天燃气而形成的湿乙二醇一样，经再次浓缩，然后再供喷射或用于吸收。

已知的更进一步提高用加热法浓缩过的乙二醇干燥度的方法，是用加热的干气体来汽提正在被再浓缩的乙二醇。用作汽提气体的是干燥的天燃气，它在再沸器中加热，然后与从再沸器中放出的预浓缩了的乙二醇相接触（见美国专利3，105，748）。这种工艺的一个缺点是要损失一部分宝贵的产品气体，这部分气体在汽提过程中消耗掉了，因为这些带有水汽的汽提气体通常被排入大气或烧掉。为避免这种损失，汽提气体也可以再循环使用。在循环过程中，将汽提气体冷却，水相就沉降在分离器内。汽提气体经如此干燥后就同补充气体一道送回到再浓缩车间的汽提工段（见美国专利3，867，112）。使用此法虽然汽提气体的消耗量和空气的污染确实较小，不过完成这套工序和使汽提汽体再循环的沸用是相当可现的。

对于一个给定的气体干燥工艺，乙二醇越干，就使工业气体越干。美国专利3，151，959公开了一种工艺方法，它利用离子交换树脂或沸石（分子筛）来干燥乙二醇，使其含水量低于2%。这个工艺中使用分子筛和别的固体干燥剂的不利之处是干燥剂最终将饱和。那时这种固体干燥剂必须再生。因此为维持工艺流程的连续运行，这种固体干燥剂工艺需要多个固体干燥剂床。

吸湿液体被广泛用于干燥各种工业气体。使比较干的液体干燥剂逆着气流方向通过汽提塔。干的气体通常由塔顶排出，而含有被吸水分的富液干燥剂由塔的底部排出并送到再生单元加热以尽可能多地除去吸收了的水分而又不使干燥剂过分分解。这样再生的液体干燥剂再循环用于气体干燥塔中。

这些干燥剂的吸湿特性可用来很好地吸收水分，不过在再生方面存在不少问题。单就加热来说，为降低干燥剂的含水量以满足用作干燥剂的预定要求，就要把干燥剂加热到接近其沸点的温度，而这个温度常常超过了液体干燥剂的分解温度范围。更严重的是干燥剂与热交换器的热表面的直接接触的影响。大家知道，在这样的热表面上过大的通量会在很大程度上破坏干燥剂。

各种尝试均未满意地解决上述问题。

气体汽提是众所周织知的。用一些预先由干燥剂干燥了的天燃气或别的干的气体来处理液体干燥剂如二甘醇就可使之脱水（例如见美国专利3，105，748;3，318，071;3，348，601;3，370，636;3，397，731;3，841，382;3，867，112;4，070，231;4，179，328;4，273，620;4，280，867;以及4，314，891）。