3.4.6 Тиск в десорбері

Зниження тиску в десорбері покращує процес десорбції, так як полегшується вихід молекул поглинутого компонента із абсорбенту. При цьому зменшується витрата десорбуючого агенту (подача в трубний змійовик) і кількість тарілок в десорбері. Але можлива степінь зниження тиску в десорбері обумовлена небезпекою конденсації вилученого компоненту без додаткового його стискування. Тиск в десорбері залежить від природи поглинутого компоненту, і складає в середньому Р_Д = 0,12-0,18 МПа. Тиск в десорбері регулюється автоматично клапаном, який знаходиться на лінії виводу вилученого компонента.

3.4.7 Рушійна сила абсорбції

Рушійна сила процесу (абсорбції) – це різниця між концентраціями компонента у вихідній газовій суміші і газовій суміші в апараті в момент рівноваги.

, (3.2)

Рівновага це такий стан системи, при якій кількість компоненту, який переходить з газової фази в рідку рівна кількості компоненту, який переходить з рідини в газову фазу. Чим більша рушійна сила, тим швидше проходить процес абсорбції. При наближенні системи до стану рівноваги рушійна сила зменшується і абсорбція сповільнюється. Концентрація компонента, який вилучається, контролюється на вході в абсорбер і на виході з нього газоаналізатором.

3.4.8 Площа контакту і час контакту абсорбенту і газової суміші

Необхідну площу контакту між абсорбентом і газовою сумішшю встановлюють за допомогою контактних пристроїв (тарілок, насадок). Чим більша площа контакту тим інтенсивніше проходить процес абсорбції. При великій площі контакту зростають гідравлічні опори і газову суміш стискують до вищого тиску. Чим більший час контакту між газовою сумішшю і абсорбентом тим більш повно вилучається компонент. Але при збільшені часу контакту зменшується продуктивність установки.

3.5 Вимоги до абсорбентів

До абсорбентів ставляться наступні вимоги:

• природа абсорбенту повинна бути подібною до природи компонента, який вилучається. При цьому компо-нент, який вилучається, більш повно розчиняється в абсорбенті і проходить більш чітке розділення компонентів;

• абсорбент повинен мати невелику молярну масу. При цьому його витрата зменшується, а продуктивність абсорбера зростає. Але при невисокій молярній масі абсорбенту зростає ймовірність виносу його газовою сумішшю із апарату і великі його втрати;

• фізична, хімічна і термічна стабільності;

• невисока корозійна активність по відношенню до обладнання;

• невисока вартість і достатня сировинна база.

3.6 Типи абсорберів

Залежно від типу пристроїв контактування газової і рідкої фаз розрізняють насадкові, тарільчасті та плівкові абсорбери. В нафтогазопереробній промисловості найбільш розповсю-джені перші два типи абсорберів.

У насадкових абсорберах контакт між газом (парою) і рідиною відбувається на поверхні спеціальних насадкових тіл, а також у вільному просторі між ними. В якості насадки використовують тверді тіла різноманітної форми (кільця Рашига, Палля, пакети, сітки) виготовлені з металу, кераміки або пластмаси. Насадкові тіла завантажуються в абсорбер насипом або вкладаються в певному порядку. Загальний вигляд насадкового абсорбера показаний на рис. 3.2.

Газова суміш подається в нижню частину абсорбера під опорну решітку 6 і піднімається в верх.

Регенерований абсорбент поступає у верхню частину абсорбера, через розбризгувач 2. Для рівномірного розподілення абсорбенту по перерізу апарату встановлюється розподільник 3. Щоб запобігти виносу насадкових тіл потоком газу, зверху насадки 5 розміщується гранична решітка 4.

Контакт газу з рідиною проходить на змоченій поверхні насадки, по якій стікає абсорбент, а також в просторі між насадковими тілами. Опорна решітка 6 служить опорою для насадки. Її пропускна здатність за рідиною і газом не повинна бути меншою за пропускну здатність шару насадки. Зверху абсорбера виводяться непоглинуті компоненти газової суміші, а знизу - насичений вилученим компонентом абсорбент.

Ефективність насадкових апаратів залежить від змочуваності поверхні насадкових тіл рідиною, конструкції розподільчих пристроїв, опорної і граничної решіток.

Перевагами насадкових абсорберів є низькій гідравлічний опір, мале затримання рідини, висока ефективність розділення сумішей.

До недоліків даних апаратів відносяться важкість відведення теплоти абсорбції, механічне руйнування насадки, їх велика маса, зниження ефективності працездатності насадки при малих витратах абсорбента.

1 – корпус абсорбера; 2 – розбризгувач; 3 – розподілювач; 4 – решітка; 5 – насадка; 6 – опорна решітка; 7 – рівень абсорбента;

Рисунок 3.2 – Схема насадкового абсорбера

Тарілчасті абсорбери представляють собою циліндричні апарати по висоті яких на певній відстані одна від одної розміщені тарілки. В цих апаратах газ проходить через шар рідини, що знаходиться на тарілці (рис 3.3). При цьому газ подрібнюється на дрібні бульбашки та струмені, які з великою швидкістю рухаються крізь шар рідини. Залежно від напряму руху масообмінних фаз, тарілки поділяють на три групи: перехресного, провального (протитічного), однонаправленого (прямотічного) руху.

На тарілках перехресного типу рух фаз здійснюється перехресним током. Ці тарілки мають спеціальні зливні пристрої 2 для перетікання рідини з однієї тарілки на іншу. Газ при цьому по переливах не проходить. До цієї групи відносяться ковпачкові, ситчасті і клапанні тарілки.

В тарілках провального типу зливні склянки відсутні, тому газ і рідина проходять через одні і ті ж отвори. При малих швидкостях газу(парів) рідина повністю провалюється через отвори. На тарілках проходить повне перемішування рідини, тому за ефективністю вони поступаються тарілкам перехресного типу.

1 – корпус абсорбера; 2 – зливна склянка; 3 – днище тарілки; 4 – вертикальна перегородка

Рисунок 3.3 – Схема тарілчастого абсорбера

В тарілках з однонаправленим рухом газу і рідини газ виходить з отворів в напрямку руху рідини. Цим досягається зниження перемішування рідини і відповідно підвищення ефективності масопередачі. Тарілки цього типу виготовляю-ться з переливами і без них. До цієї групи тарілок відносяться S-подібні і струменеві.

Найбільш розповсюджені в промисловості ковпачкові і клапанні тарілки.

Тарілчасті апарати мають більш широкий діапазон використання, відрізняються високою розділюючою здатністю і гнучкістю в роботі. До їх недоліків відносяться порівняно високий гідравлічний опір, велика матеріалоємність, складність при виготовленні і монтажі.

У плівкових абсорберах контакт фаз відбувається на поверхні тонкої плівки рідини, що обтікає зверху вниз по вертикальній поверхні. Конструкція плівкового абсорбера показана на рис. 3.4

1 – корпус абсорбера; 2 – лійка; 3 – металева пластина; 4 – краплі абсорбента; 5 – плівка абсорбента; 6 – розбризгувач.

Рисунок 3.4 – Схема плівкового абсорбера