Осушка газа твердыми поглотителями

Твердые поглотители (адсорбенты) применяют как для осушки и очистки углеводородных газов, так и для обезвоживания углеводородных жидкостей: сжиженных газов, нефтяных продуктов. Адсорбенты обладают свойством поглощать влагу из углеводородного потока при относительно низких температурах и во время десорбции отдавать ее другому потоку (в газовой фазе), имеющему более высокую температуру. Адсорбция (удержание молекул на поверхности твердого тела) объясняется действием поверхностных сил и капиллярной конденсации. В процессе адсорбции выделяется теплота, называемая теплотой адсорбции.

Адсорбенты или, иначе, твердые поглотители обладают развитой поверхностью, которая слагается из поверхности стенок, мельчайших пор и капилляров, пронизывающих все частицы поглотителя. Суммарная поверхность стенок пор и капилляров очень велика, и для различных адсорбентов она колеблется в пределах от 210 до 1200 м² на 1 г адсорбента.

Осушку газов и углеводородных жидкостей методом адсорбции обычно проводят в неподвижном слое твердого поглотителя, так что процесс осушки является периодическим. На рис. 1.5 приведена принципиальная схема установки осушки газа твердыми поглотителями. Из двух адсорберов один находится на стадии осушки, а в другом в это же время происходит регенерация адсорбента. Влажный газ поступает в водоотделитель, в котором осаждается капельная влага, сбрасываемая в канализационную сеть через воронку. Основной поток газа направляется в адсорбер и проходит его сверху вниз. Осушенный газ через теплообменник поступает в магистральные газопроводы. Небольшая часть влажного газа нагревается в трубчатом огневом подогревателе и направляется для регенерации в низ адсорбера, находящегося в стадии регенерации. Горячий газ регенерации адсорбента, выходящий с верха адсорбера, охлаждается в теплообменнике и поступает в сепараторы. Здесь из регенерированного газа выделяется вода и сбрасывается в канализацию через воронку, а сам газ смешивается с основным потоком влажного газа и подается в адсорбер на осушку. После завершения стадии регенерации огневой подогреватель отключается, и часть влажного газа перепускается по обводной линии III в адсорбер для охлаждения адсорбента. Для подключения адсорбера с одной стадии на другую применяются автоматические регуляторы. В приведенной схеме не показаны редуцирующие клапаны, обеспечивающие перетоки регенерирующего и основного газов.

Обычно в промышленных условиях строят установки осушки с 3, 4 и 6 адсорберами, в которые регенерирующий газ подают с помощью компрессора или газодувки, и для охлаждения используют осушенный газ, также подаваемый с помощью компрессора.

Рис. 1.5. Установка осушки газа твердыми поглотителями.

1-водоотбойник; 2, 7- воронки; 3- трубчатый нагреватель;

Потоки: I- влажный газ; II- осушенный газ; III- обводная линия; IV- газ регенерации.

К основным технологическим методам извлечения тяжелых углеводородов относятся:

Выбор того или иного способа извлечения тяжелых углеводородов (отбензинивания газа) определяется многими факторами, но в конечном итоге - сроками окупаемости затрат на добычу и переработку газа.

Абсорбционное извлечение - один из старейших (с 1913 г.) методов. В качестве абсорбента в нем используют обычно керосиновую или дизельную фракцию нефти. Принципиальная схема процесса масляной абсорбции показана на рис. 1.6.

Рис. 1.6. Принципиальная схема процесса абсорбции

1,2 - охладители газа; 3 - сепаратор; 4- абсорбер; 5 - абсорбционно-отпарная колонна; 6- десорбер; 7 - холодильники; 8- рибойлеры; 9 - теплообменники;

Потоки: I - исходный газ; II - очищенный газ; III - газ деэтанизации; IV - ШФЛУ; V - насыщенный абсорбент; VI - регенерированный абсорбент

Установка включает в себя три колонны: абсорбер, абсорбционно-отпарную колонну (АОК) и десорбер. Из сепаратора 3 газ поступает в абсорбер 4, где из него извлекается абсорбентом (VI) основная масса тяжелых углеводородов. Насыщенный этими углеводородами абсорбент через теплообменник 9 поступает в абсорбционно-отпарную колонну (АОК) 5, куда ниже ввода абсорбента поступает жидкая фаза из сепаратора 3. На верх АОК подается регенерированный абсорбент и из абсорбента, поступающего снизу абсорбера 4, удаляются легкие углеводороды (метан, этан) и поглощаются абсорбентом углеводороды от пропана и выше. Полностью насыщенный абсорбент выходит снизу АОК, нагревается в теплообменнике 9 и поступает в десорбер 6, где от него отгоняется ректификацией ШЛФУ (IV), а регенерированный абсорбент возвращается в колонны 4 и 5.

Низкотемпературная сепарация (НТС) состоит в однократной конденсации углеводородов при понижении температуры газа до минус 25 - минус 30°С, за счет его дросселирования (эффект Джоуля - Томсона). Вместо дросселирования через клапан (изоэнтальпийный процесс) может быть использовано расширение газа в турбодетандере (изоэнтропийный процесс), что позволяет более эффективно использовать перепад давления газа.

Степень конденсации каждого углеводорода (отношение количества сконденсированного к общему его содержанию в газе, в процентах) зависит от температуры и давления.

В связи с тем, что процесс НТС протекает при низких температурах, в поток газа вводят ингибитор гидратообразования, чтобы предотвратить образование гидратов - твердых, снегообразных комплексных соединений легких углеводородов с водой, способных забить газовые коммуникации и арматуру. В качестве ингибитора используют метанол или гликоли.

Извлечение углеводородов из газа процессом НТС в значительной мере определяется составом исходного газа (например, выражаемым средней молярной температурой его кипения), что следует из данных табл. 1.3 на примере степени конденсации н-пентана.

Из приведенных в табл. 1.3 данных следует, что для поддержания нужного уровня извлечения жидких углеводородов из все более облегчающегося по составу газа (по мере выработки его месторождения) нужно понижать температуру сепарации, что сделать крайне трудно из-за одновременного снижения пластового давления.

ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...

Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор...

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...

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...

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