38. Однореагентная технология осушки газа с использованием метанола на ягкм.

На рис.1 предст-на схема однореаг. осушки газа. Поступающий на УКПГ Г содержащий метанол подают на первичную сепрарацию в сеп-р 1, где из него выделяют ВМР, и УВ конд-т. Осепарир-й газ прох-т доп-ю оч-ку в сепар-й секции аб-ра 1-й ступени (2) и пост-ет в массообм-ю секцию абс-ра на контактирующие с отработанным ингибитором г/о-ния ВМР, а отсавшуюся после контактирования часть ВМР с глухой тарелки пост-ет в блок рег-ции 6, откуда регенер-й метанол подают в поток Г для повторного исп-я в кач-ве инг-ра г/о-ния. Выделенная при сеп-ции на 1-й ступени в сеп-ре 1 а абс-ре 2 жид-кие фазы поступают в ем-ть 5, где происх-т разд-е на Г, вод. фазу и жидкий УВ. Вод. фазу напр-ют в промстоки, а газ-ю – в кубовую часть аб-ра 10. УВ жид-ть из ем-ти 5 охл-ют в рекупер-м т/обм-ке до t -10C...-24C и подают на противоточное контактирование с газом в абс-р 10. В поток газа из аб-ра 2, сод-й пары метанола, допол-но закачивают метанол, после чего газ ох-ют в возд-м хол-ке 3, в рекупуперационном теплообм-ке 4 и напр-ют в сепар-р 7. В сеп-ре 7 газ отд-ют от сконденсир-й жид-ти и ч/з эжектор 8 и дроссель 9 подают в абс-р 10. Охл-й за счет расшир-я Г пост-ет на противоточное контакт-е с УВ жид-ю из ем-ти 5. Обработанный в абс-ре Г нагревают в теплообм-ке 4 и напр-ют потребителям. Выделенную жид-ть объед-ют с жид-ю из сеп-ра 7. Образующуюся смесь нагр-ют в рекупер-м теплообм-ке 11 до t -1...-7 C и напр-ют в ем-ть 12 для раздел-я на газ-ю, водную и жид-ю УВ фазу. Жид-й УВ из ем-ти 12 подают потреб-м, а газы дегазации ч/з эжектор 8 подают в абс-р 10. Вод. фазу, сод-ю метанол, подают на контакт-е с Г в абс-р 2.

22. Технол-я схема без рекуперации теплоты

ур-е теплового баланса:

dQ_x=dQ_в+dQ_в+dQ_к+dQ_к+dQ_хг+dQ_п(1)

где dQ_x – кол-во теплоты получаемое при дросселировании Г; dQ_в – кол-во теплоты выд-ся при конд-и воды; dQ_в – кол-во теплоты при охл-и сконденсировавшейся воды; dQ_к – кол-во теплоты при конд-и тяжелых у/в-в; dQ_к – кол-во теплоты при охл-и сконд-ся тяжелых у/в-в; dQ_хг – кол-во теплоты необход-го для охлажд-я Г; dQ_п – кол-во теплоты потери тепла в ОС.

dQ_x=Q_гС_рг(dT/dP)_idP (2)

где dQ_г – расход Г, м³/час; С_рг=С_р(Р,Т) – теплоемкость Г кДж/^оС;

(dT/dP)_i=_i (3) – диф-ный эффект Джоуля-Томсона, ^оС/Па.

При дросселировании от Р₁ до Р₂ уравнение 2 будет иметь вид

Q_x=С_рг(t/P)_idP=Q_г(Р₁–Р₂) (4)

где  – среднее знач-е функции.

C_рг(t/P)P₁…P₂, T₁…T₂

Температуру Т₂ можно определить исходя из формулы интегрального дроссель эффекта:

t₁–t₂=t/P)_idP=(P₁–P₂) (5)

где  – средне изменение температуры Г при снижении давления на 0,1 МПа в интервале давления Р₂....Р₁

Удельную теплоту при конд-и воды:

dQ_в=Q_гdWr_в (6)

где W(P,Т) – сод-е влаги в газе, г/м³;

r_в – скрытая теплота конд-и воды, Дж/кг

dW=W/PdP+W/TdT (7)

после интегрирования уравнения (6):

Q_в=Q_гa₁(Р₁–Р₂)+Q_гa₂(Т₁–Т₂) (8)

где a₁ – среднее знач-е функции r_в(Р,Т₁)[dW(Р,Т₁)/dP] в интервале Р₁...Р₂;

a₂ – среднее знач-е функции r_в(Р₂,Т)[dW(Р₂,Т)/dP] в интервале Т₁...Т₂

Если взять нек-е среднее знач-е r_в(Р,Т), то из уравнения (6) получим

Q_в=Q_гr_в(W₁–W₂) (9)

где W₁, W₂ – сод-е влаги в Г на выходе в т/о и на выходе при условиях сеп-ии, г/м³

Кол-во теплоты выд-ся при охл-и сконденсировавшейся воды:

dQ_в=Q_гWС_рвdt (10)

где С_рв – теплоемкость воды кДж/^оС.

Q_в=Q_гWС_рв(Т₁-Т₃) (11)

Т₁ – t-ра Г на входе в т/о ^оС

Т₃ – t-ра сеп-ии, ^оС

Кол-во теплоты выдел-ся при конд-и тяжелых у/в:

dQ_k=Q_гdq_кr_k(P,Т) (12)

где dq_к – сод-е тяжелых у/в в газе, г/м³; r_k(P,Т) – скрытая удельная теплота конд-и тяжелых у/в, кДж/кг

если dq_к=q_к/PdP+q_к/ТdТ (13), то (12) примет вид

dQ_k=Q_гв₁(Р₁–Р₂)+ Q_гв₂(Т₁–Т₂) (14)

где в₁ – среднее знач-е функции [dq_k(Р,Т₁)/dPr_k(Р,Т₁)] интервале P₂....Р₁; в₂ среднее знач-е функции [dq_k(Р₂,Т)/dPr_k(Р₂,Т)] интервале Т₂....Т₁.

Если взять среднее знач-е r_k(Р,Т) и учитывая, что кол-во выдел-ся при конд-и тяжелых у/в равно q, то:

Q_k=Q_гq_кr_k (15)

Знач-е q_к опр-ся как разница содержания тяжелых у/в на входе в сеп-р и после сеп-и.

Кол-во теплоты необходимой для охл-я выдел-ся тяжелых у/в:

dQ_k=Q_гq_кС_ркdt (16)

Кол-во тепла необход-го для охл-я Г:

dQ_хг=dQ_гС_ргdt (17)

Q_хг=Q_гС_pгdt=Q_г(t₁–t₃) (18)

где – среднее знач-е теплоемкости Г в интервалеt-р от t₁ до t₃;

Потеря теплоты в ОС

Q_п=кFt_ср (19); к – коэф-т теплообмена в ОС; F – поверхность оборудования ч/з который происходит теплообен; t_ср – средняя разность температур м/у оборудованием и ОС.