20.Абсорбционная осушка газа.

1-абсорбер, 2-хол-к,3-насос с гидравлической турбиной, 4-емкость абсорбента, 5-теплообменник, 6-десорбер, I-влажный газ,II-осушенный газ, III-регенерированный абсорбент, IV-насыщенный абсорбент, V-водяные пары, VI-отпаривающий агент, VI-свежий абсорбент

Регенерированный абсорбент III, стекая с верха абсорбера, в результате контакта со встречным потоком газа насыщается парами воды. Насыщенный влагой абсорбент IV с низу абсорбера 1рециркулируется в турбине 3 и после теплообменника 5 поступает в десорбер 6.регенерированный абсорбент III с низа десорбера 6 охлаждается в теплообменнике5 и поступает в емкость 4, откуда насосом 3 прокачивается через холодильник 2 и вновь подается в абсорбер 1.В емкость 4 для восполнения потерь подают свежий абсорбент VII.В куб десорбера 6 для снижения парциального давления ВП подают отпаривающий агент VI.

На промышленных установках часть абсорбента, циркулирующего в системе, подвергается фильтрации для улавливания твердых частиц и грязи, которые вызывают вспенивание абсорбента и препятствуют нормальному проведению технологического процесса.

Эффективность абсорбционной осушки зависит от природы абсорбента, концентрации абсорбента на входе в абсорбер, кратность циркуляции абсорбента, термодинамических параметров абсорбции, организации поверхности контакта массообменивающихся фаз, наличия примесей и жидких УВ в осушаемом газе.

В качестве абсорбента для осушки природного газа используют различные гликоли(этиленгликоль, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, пропиленглитколь), растворы хлористого кальция и хлористого лития, комбинированные растворы.

Температура. Процесс абсорбции проводят при температурах от 10 до 40-70°С.Чем ниже температура процесса, тем эффективнее он проходит. Однако более низкие, чем +10°С, температуры приводят к значительному увеличению вязкости абсорбента и к росту затрат на его охлаждение. Верхний предел температуры объясняется снижением эффективности процесса и уменьшение депрессии точки росы, а также высокой испаряемостью абсорбента .Процесс десорбции проводят при высоких температурах 160-200°С.

Давление. Давление в абсорбере сравнительно мало влияет на процесс осушки газа и в основном определяется требуемым давлением осушенного газа. На промышленных установках давление достигает 14МПа.

Кратность циркуляции абсорбента определяется требуемой депрессией точки росы, чем выше депрессия, тем больше должна быть кратность циркуляции .Кратность циркуляции абсорбента также зависит от конструкции абсорбера, эффективности контактных устройств в нем.Большинство установок осушки ТЭГ эксплуатируются при кратности циркуляции абсорбента 10-35 л на 1 кг извлекаемой из газа влаги.

Концентрация регенерированного абсорбента. Наибольшее влияние на величину депрессии точки росы осушаемого газа оказывает концентрация гликоля в растворе абсорбента, подаваемого в абсорбер. На промышленных установках осушить газ до равновесной точки росы невозможно,т .к.он контактирует с гликолем расчетной концентрации только на одной верхней тарелке, а на остальных-с более разбавленным раствором гликоля. Фактическая точка росы осушенного газа бывает на 5-11°С выше расчетной равновесной. При помощи абсорбционной осушки возможно достижение точки росы не ниже -25-30°С.Для более глубокой осушки газа необходимы гликоли с высокой концентрацией в растворе до 99,9%.

Для повышения концентрации регенерированного абсорбента применяют:

1. Регенерация под вакуумом

2. Ввод отпарного газа в десорбер

3. Азеотропная перегонка

Наличие в газе углеводородного конденсата приводит к его растворению в растворе абсорбента, что снижает осушающую способность последнего, увеличивает вспениваемость и унос гликоля.

Наличие в газе соленой пластовой воды приводит к снижению осушающей способности. Соли осаждаются на поверхностях аппаратов, ухудшают энергетические показатели работы установок.

Наличие в газе сероводорода влияет на его влагоемкость, температуру гидратообразования, вспениваемость раствора, коррозионную и эрозионную способность газа.

Движущая силы абсорбционной осушки газа – разность парциальных давлений воды в осушаемом газе и абсорбенте.

Технологический режим.

Абсорбер Р=10-12 МПа,T=5-35°С,кратность циркуляции 10-100л/1000м3 газа

Десорбер Р=0,3-0,6МПа,T_ДЭГ не выше 164°С,T _ТЭГ не выше 206°.

Адсорбционная осушка газа применяется в тех случаях, когда необходимо получить точку росы на уровне -80,-100°С. Основной недостаток по сравнению с абсорбционной осушкой газа-низкая производительность.

1,7-сепараторы, 2,3-алсорберы-десорберы, 4-трубчатая печь, 5-газоотдувка, 6-конденсатор-холодильник, I-влажный газ, II-осушенный газ, III-осушенный газ на десорбцию, IV-влажный газ десорбции,V-вода, VI-осушенный газ на охлаждение адсорбента

Влажный газ I поступает во входной сепаратор 1, где о него отбивается капельная жидклсть. Попадание жидкости в адсорбер вызывает механическое разрушение адсорбента. Из сепаратора 1 влажный газ поступает на осушку в адсорбер 2 или 3(в зависимости от стадии цикла), откуда осушенный газ II подается на дальнейшую переработку или потребителю.Для регенерации насыщенного слоя адсорбента из основного потока осушенного газа II отбирается газоотдувкой 5 газ на десорбцию III,нагревается в трубчатой печи 4и подается в адсорберы 2 или 3(в зависимости от стадии цикла).Газ на десорбцию обычно подают в адсорберы снизу вверх-в противоположном движении. Осушаемого газа направлении.Влажный газ десорбции IV после конеднсатора-холодильника 6 направляют в сепаратор 7, где от него отбивают капельную влагу V, и далее подают во влажный газ I.После стадии десорбции в адсорберы подают часть осушенного газа VIна охлаждение слоя алсорбента.

Требования, предъявляемые к адсорбентам:

1. Большая поверхность пор

2. Высокая избирательность и скорость массообмена

3. Стабильность абсорбционных свойств при длительной эксплуатации

4. Низкое сопротивление потоку газа

5. Высокая механическая прочность

6. Адсорбенты должны быть дешевыми, не коррозионно активными, нетоксичными, химически инертными, легко регенерируемыми.

Эти требованиям отвечают активированные угли, силикагели, цеолиты.

Установка работает в непрерывном режиме,т.к.сырье и продукция выпускается с установки непрерывно,адсорбенты работают в стадии адсорбции/десорбции попеременно. Обычно в стадии адсорбции аппарат работает в течение 8 часов, в стадии регенерации адсорбента 6 часов, в стадии охлаждения 2ч.

T адсорбции=35-40°C

P=до 10МПа

Количество газа регенерации 5-15% от общего количества осушенного газа

21.Факторы, влияющие на вспенивание аминовых растворов очистки газов и методы борьбы с этим явлением.

Вспенивание растворов аминов - одна из серьезных проблем при эксплуатации установок очистки газов.Вспенивание приводит к нарушению режима работы установок, ухудшению качества очищенного газа и как следствие, к необходимости снижения производительности установок по газу. При вспенивании возрастают потери аминов в результате уноса с газом.

Вспенивание возникает как правило в абсорберах, но бывают случаи, когда начавшееся вспенивание раствора переносится и в десорбер. Признаки вспенивания - увеличение объема пены на тарелках, резкое увеличение перепада давления в аппарате, появление значительного уровня жидкости в сепараторах очищенного (после абсорбера) и кислого (после десорбера)газов.

Основная причина вспенивания-наличие примесей, поступающих в систему установки вместе с очищаемым газом и постепенно накапливающимся в растворах абсорбента (жидкие углеводороды, пластовая вода, механические примеси, ингибиторы коррозии). Пенообразователями являются также смазочные масла, продукты коррозии и деградации амина.

Способы для предотвращения вспенивания на промышленных установках:

1. глубоко очищают исходный газ от механических примесей и прочих в сепараторах и каплеотбойниках

2. регенерированный раствор абсорбента подают на верхнюю тарелку абсорбера с температурой на 2-5°С выше температуры уходящего газа из абсорбера газа для предупреждения конденсации из него углеводородов.

3. Проводят регулярную очистку и промывку аппаратов установки от накопившегося при эксплуатации шлама

4. Постоянно фильтруют растворы амина

5. Применяют антивспениватели (силиконовые композиции, высококипящие спирты)

Фильтрации подвергается часть раствора абсорбента, причем как регенерированный раствор, так и насыщенный.Вначале раствор проходит через механический фильтр(целлюлозный, сетчатый) для удаления механических примесей, а затем поступает в адсорбер с активированным углем для улавливания углеводородов, продуктов деградации амина и других адсорбируемых примесей. После угольного адсорбера на установке обычно устанавливают фильтр для улавливания частиц угля, вносимого с потоком абсорбента из адсорбера. Фильтрации на угольных адсорбенатх подвергается 5-20% раствора от его общего количества в системе установки, а на механических фильтрах-его большее количество, вплоть до 100%. Скорость прохождения раствора через угольный адсорбер-10л/(мин*м2),но в ряде случаев может достигать 20-60 л/(мин*м2).Высота фильтрующего слоя в одном адсорбере находится на уровне 3-4м. Содержание примесей в растворе абсорбента не должно превышать 2 г/л во избежание его вспенивания.

Концентрация пеногасителя в растворе абсорбента не должна превышать 0,001%мас,т.к. его большее количество может привести к обратному явлению-стабилизации пены. Пеногасители вводят в систему установки постоянно небольшими порциями либо кратковременно непосредственно в момент вспениивания раствора абсорбента. Пеногасители перед вводом в системы растворяют в аминах или других растворителях, не содержащих углеводороды, вызывающие вспенивание раствора абсорбента.