Осушка газа жидкими поглотителями

Осушка газа жидкими поглотителями получила наибольшее применение в газовой промышленности. Преимущества этого способа перед другими: относительно небольшие капиталовложения и эксплуатационные расходы, малые перепады давления газа в системе осушки, возможность осушать газ, содержащий вещество, которое отравляет твердые поглотители, непрерывность процесса. Недостатки: меньшее снижение точки росы (по сравнению с твердыми поглотителями), вспенивание гликолей при наличии в газе легких углеводородных жидкостей.

Установки осушки газа жидкими поглотителями обычно строят на головных сооружениях магистральных газопроводов, а также на газоперерабатывающих заводах на потоках газа между компрессорными станциями сырого газа и установками низкотемпературной конденсации (ректификации) или низкотемпературной абсорбции, когда рабочие процессы этих установок протекают при температурах от -10 до -40°С. На газоперерабатывающих заводах, где процессы отбензинивания осуществляют при температуре окружающего воздуха, установки осушки предназначены для осушки отбензиненного газа перед подачей в магистральный газопровод.

Установки осушки газа с применением гликолей бывают двух разновидностей: абсорбционные установки и установки с впрыском гликоля в поток газа.

При абсорбционной осушке газа диэтиленгликолем (ДЭГ) или триэтиленгликолем (ТЭГ) влажный газ поступает (рис. 1.3) в нижнюю скрубберную часть абсорбера 1, где освобождается от взвешенных частиц углеводородного конденсата и воды.

Затем проходит по центральной трубе глухой тарелки и контактирует со стекающим сверху водным раствором поглотителя ДЭГ или ТЭГ. На барботажных тарелках, число которых в зависимости от конструкции абсорбера может быть от 5 до 12, газ поднимаясь от тарелки к тарелке, осушается и поступает в верхнюю скрубберную часть колонны, где задерживаются унесенные потоком капли поглотителя. Сверху абсорбера выходит осушенный газ и направляется по назначению. По мере стекания вниз (с тарелки на тарелку) раствор поглотителя все более насыщается водой, собирается на глухой (вытяжной) тарелке и выводится из колонны на следующую стадию - регенерацию. По выходе из абсорбера насыщенный абсорбент последовательно проходит теплообменник, выветриватель, в котором из него выделяются поглощенные газы, второй теплообменник и при температуре, близкой к температуре кипения, поступает в отпарную колонну (десорбер).

Рис. 1.3. Схема процесса осушки газа жидкими поглотителями.

1-абсорбер; 2- теплообменники; 3- выветриватель; 4- отпарная колонна (десорбер); 5- кипятильник; 6- холодильники; 7 - промежуточная емкость; 8-насос;

Потоки: I-сырой газ; II- осушенный газ; III-газы выветривания; IV-водяной пар; V- регенерированный абсорбент; VI- свежий абсорбент; VII- газовый конденсат.

В десорбере водяные пары из раствора поглотителя отгоняются. Газы и пары воды, выделившиеся из раствора, сверху колонны выбрасывают в атмосферу. Иногда водяные пары конденсируют и затем подают на верхнюю тарелку в качестве холодного орошения.

Отпарная колонна имеет 10-16 ректификационных тарелок колпачкового или клапанного типа и одну глухую тарелку, монтируемую на 0.6-1.0 м ниже нижней ректификационной тарелки. Собирающийся на глухой тарелке абсорбент проходит самотеком через выносной кипятильник (рибойлер) 5 и сливается в нижнюю часть колонны. В кипятильнике раствор поглотителя подогревается водяным паром или другим теплоносителем. Для лучшего теплообмена в кипятильнике вход абсорбента предусмотрен внизу, а выход наверху. Таким образом, кипятильник всегда залит поглотителем, и вся масса циркулирующего абсорбента проходит через него снизу вверх.

Собирающийся в нижней части десорбера регенерированный поглотитель проходит через теплообменник, где отдает теплоту насыщенному поглотителю, холодильник 6, и поступает в промежуточную емкость 7, откуда насосом подается на орошение абсорбера. Абсорбер работает под тем же давлением, под каким газ подается на установку осушки. Десорбер, как правило, работает под атмосферным или несколько большим давлением (0.011-0.012 МПа). На некоторых установках поглотитель регенерируют под вакуумом. Для обеспечения самотека регенерированного абсорбента из десорбера через теплообменники и холодильник в промежуточную емкость десорбер располагают на обечайке высотой 4-5 м.

На установке осушки газа впрыском гликоля (рис.1.4) сжатый нефтяной газ, охлажденный в воздушном холодильнике, проходит водоотделитель и поступает в теплообменник, где охлаждается за счет отбензиненного газа. Для осушки газа и предотвращения образования гидратов в процессе низкотемпературного охлаждения в теплообменник, непосредственно в поток газа, впрыскивается моноэтиленгликоль (МЭГ).

После теплообменника газ поступает в пропановый холодильник, перед которым в поток газа впрыскивают дополнительное количество этиленгликоля. Смесь газа, сконденсировавшихся углеводородов и насыщенного влагой раствора моноэтиленгликоля поступает в трехфазный разделитель, откуда очищенный газ направляется в абсорбер, конденсат углеводородов - в деэтанизатор или абсорбционно-отпарную колонну и МЭГ - на регенерацию. По выходе из трехфазного разделителя насыщенный раствор МЭГ дросселируется до избыточного давления 0,1 МПа и поступает в выветриватель, где из него выделяются растворенные углеводороды. Далее раствор гликоля направляется в регенератор, откуда насосом через фильтр подается в систему впрыска.

Рис.1.4. Схема установки осушки газа впрыском гликоля.

1- воздушный холодильник; 2- водоотделитель: 3- теплообменник; 4- пропановый холодильник; 5- трехфазный разделитель; 6- абсорбер; 7- выветриватель; 8- регенератор гликоля: 9- насос гликоля; 10- фильтр. Потоки: I- нефтяной газ; II- дренаж воды; III- осушенный газ; IV- углеводородный конденсат: V- тощий абсорбент; VI- насыщенный абсорбент: VII-VIII- хладагент(пропан); IX- насыщенный гликоль; X- регенерированный гликоль; XI- пары углеводородов; XII- водяные пары; XIII- теплоноситель; XIV- отбензиненный газ.

Каждая из приведенных схем гликолевой осушки имеет свои преимущества и недостатки. Преимущество схемы абсорбции заключается в том, что достигаются наименьшие потери гликолей; недостаток - в трудности достижения низкой точки росы осушенного газа. Преимущество схемы впрыска - по мере охлаждения газа одновременно снижается его точка росы, при этом осушается не только газ, но и конденсат, выпадающий при охлаждении газа. Если при схемах абсорбции концентрация регенерированного гликоля должна быть не ниже 96-99 %, то при схеме осушки впрыском концентрация гликоля не превышает 70-80 %. Недостаток схемы впрыска - значительные потери гликоля вследствие растворимости его в углеводородном конденсате.

Гликоли в чистом виде не вызывают коррозии углеродистых сталей. Но при перегреве во время регенерации происходит их термическое разложение с образованием оксида этилена и воды. Оксид этилена вызывает коррозию аппаратуры, усиливающуюся в присутствии кислых газов (H₂S и CO₂). В присутствии воды окись этилена полимеризуется в полиоксиэтиленгликоль. Если в растворе присутствует кислород, который обычно подсасывается при регенерации под вакуумом, полиокись этилена превращается в смолу. Смолистые соединения, полимеры, продукты коррозии, частично осаждаясь в теплообменниках и на тарелках, забивают прорези колпачков. Застойные участки, ухудшают теплообмен и массообмен; накапливаясь в гликолях, они ухудшают их поглотительную способность. Для предупреждения разложения и окисления гликолей необходимо следить за тем, чтобы температура в кипятильнике десорбера была ниже температуры разложения применяемого гликоля. При вакуумной перегонке не допускается подсос воздуха в систему регенерации. Необходимо вести систематически контроль за рН раствора, поддерживая ее в пределах 6-9 единиц. Снизить скорость коррозии в системе регенерации гликоля можно добавлением в растворы ингибиторов коррозии: двухзамещенного фосфата натрия в количестве 1 г/л раствора или аминов (моно-, ди- и триэтаноламинов). Эффективность ингибирующего действия аминов весьма высокая (94-99%). Для ликвидации коррозии в жидкую фазу достаточно ввести 5г/л МЭА, 10г/л ДЭА, 80г/л ТЭА. На трубопроводе подачи раствора гликоля в абсорбер устанавливается не менее двух фильтров, один из них находится в работе, другой - в процессе регенерации.

ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала...

Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...

Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычис­лить, когда этот...

ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: