Теплообменное оборудование.

Теплообменники предназначены для нагрева, охлаждения, конденсации и испарения жидкости, газа, пара и их смесей на установках промысловой и заводской обработки газа и газового конденсата. Применяют теплообменники типа «труба в трубе», кожухотрубчатые и аппараты воздушного охлаждения.

Теплообменники «труба в трубе» применяют, если не требуется периодическая выемка труб для замены или механической очистки наружной поверхности труб от загрязнений.

Кожухотрубчатые теплообменники имеют более широкое применение, ввиду меньшей металлоемкости. Стандартные теплообменники построены на базе гладкостенных труб, обладающих характеристиками в зависимости от величины поверхности и свойств обрабатываемых сред. Теплообменники представляют собой кожухотрубчатый аппарат с V - образ­ными теплообменными трубами с длиной прямого участка 6000 мм и 9000 мм, толщиной стенки 2,0 мм и 2,5 мм (в зависимости от давления и материального ис­полнения труб), с продольной перегородкой в межтрубном пространстве, двухходо­вой по трубному и межтрубному пространствам. Расположение труб в трубных решетках принято по вершинам равносторонних треугольников с шагом 26 мм.

По конструкции теплообменники делят на четыре типа:

1 - односекционные без впрыска гликоля,

2 - односекционные с впрыском гликоля,

3 - двухсекционные без впрыска гликоля,

4 - двухсекционные с впрыском гликоля.

Для предотвращения гидратообразования в трубное пространство аппаратов типов 2 и 4 впрыскивают ингибитор гидратообразования (гликоль), который с по­мощью центробежных форсунок распыливается равномерно во все теплообменные трубы (рис. 7.13.).

Рис.7.13.

Для повышения коэффициента теплопередачи, снижения габаритов и массы в последнее время применяется теплообменник на базе труб с дискретными турболизаторами. Теплообменники с интенсифицированными трубами применяются в тех случа­ях, когда может бьть снижена металлоемкость по сравнению с гладкотрубными ап­паратами, газ не содержит веществ, имеющих склонность к налипанию на теплообменные трубы, при этом режим течения теплоносителей должен быть переходным или турбулентным. Применение труб с дискретны­ми турбулизаторами (рис. 7.14. [24]) позво­ляет использовать

Рис. 7.14.

один теплообмен­ник данной конструкции вместо двух теплообменников с гладкими труба­ми. За счет этого уменьшается пло­щадь для установки и обслуживания; для обвязки такого аппарата требует­ся меньше трубопроводов, арматуры и приборов КИП и А.

Аппараты воздушного охлашдения (АВО), предназначены для конденсации и охлаждения парообразных, газообразных сред температурой от – 40 до + 300^оС давлением до 6,4 МПа (общего назначения) и до 16 МПа (специального назначения). Аппараты АВГ-125, АВГ-П-160 предназначены для охлаждения природного газа, АВГ-160 – для охлаждения природного газа и конденсации жидких углеводородов и АВОВ – для охлаждения охлаждающей воды.

Абсорбционно-десорбционное оборудование.

Основное оборудование – абсорбер и десорбер, сопутствующее – печи нагрева и стабилизации продукции.

Абсорберы, предназначены для реализации процессов, в которых растворимый компонент газовой смеси поглощается жидкостью (абсорбентом). Контакт потоков газа и жидкости в абсорбере осуществляется следующими способами: прохождение газа через колонну с насадкой различного типа, орошаемой жидкостью; прохождение газа через колонну, заполненную распыленной жидкостью; барботирование газа через слой жидкости; прохождение газа над поверхностью жидкости. В абсорбере обеспечивается противоточное движение жидкости и газа.

По виду контакта газ-жидкость абсорберы подразделяют на: тарельчатые (колпачковые, сетчатые, сегментные и т.д.); насадочные (кольца Рашига, седла Берля и т.д.); распылители скрубберы; пленочные или контактные.

Наиболее широкое распространение в промышленности нашли тарельчатые и насадочные абсорберы.

Насадочные аппараты представляют собой колонны. Заполненные насадкой (кольца, седла и др.).

В тарельчатых аппаратах поверхность контакта между жидкой и газовой фазами происходит ступенчато на тарелках. В зависимости от направления движения газовой и жидкой фаз на тарелках они подразделяются на перекрестного, провального однонаправленного движения и тарелки прочих типов.

Наибольшее распространение получили колпачковые, ситчатые тарелки, а также тарелки с высокоскоростными центробежными компактно-сепарационными элементами. Число тарелок обычно бывает 4, 8 и 16 в зависимости от необходимой глубины осушки или очистки газа. Над тарелками установлена верхняя скрубберная секция (брызгоуловитель) (рис. 7.15. [3]).

Рис. 7.15.

Поток осушаемого или очищаемого газа поступает в абсорбер через входной скруббер под нижнюю глухую тарелку, далее проходит от тарелки к тарелке, барботируя через слой абсорбента, и, пройдя брызгоуловитель, выходит из колонны. Поток абсорбента поступает в абсорбер противотоком на верхнюю тарелку, далее, переливаясь через разделительную перегородку, жидкость стекает вниз от тарелки к тарелке, поглощая необходимый компонет (Н₂О, Н₂S, СО₂ и т.д.) из газового потока, который барботирует через слой абсорбента на каждой тарелке.

Десорберы, предназначены для разделения компонентов жидкой смеси путем её частичного испарения и раздельного улавливания пара и остатка. В десорбере используют следующие основные процессы разделения жидкости: выпаривание или однократная дистилляция, когда в процессе испарения образующиеся пары выделяются конденсацией; ректификация или многократная дистилляция, когда пар непрерывно и в противотоке вступает в соприкосновение со сконденсированной порцией пара, называемой флегмой.

Применяют десорберы двух типов: тарельчатые и насадочные. Конструктивно десорберы аналогичны абсорберам. Наиболее широко применяют десорберы тарельчатого типа с одним испарителем.