ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Осушка газа впрыском гликолей в теплообменные аппараты из "Основное технологическое оборудование зарубежных газоперерабатывающих заводов" Гигроскопические свойства гликолей обусловлены наличием эфирных и гидроксильных групп, которые образовывают водородные связи с водой. При этом давление водяного пара над раствором снижается значительно больше, чем это следует по закону Рауля. Депрессия точки росы газа, осушаемого гликолями, достигает 50—-55°С. Основным недостатком гликолей как осушителей является термическое разложение их при повышении температуры регенерации. [c.218] На процесс осушки основное влияние оказывают температура газа и концентрация гликоля. Давление газового потока не влияет на точку росы осушенного газа, но определяет влагосодержание сырого газа. При одной и той же температуре газ с высоким давлением содержит меньше влаги и, следовательно, для его осушки требуется меньшее количество циркулирующего абсорбента. Чем выше температура газа, поступающего на установку, тем выше его влагосодержание и тем больше необходимо абсорбента для извлечения влаги. При одинаковой концентрации поглотителя точка росы осушенного газа определяется температурой контакта с понижением температуры точка росы уменьшается, но одновременно увеличиваются потерн гликоля от испарения. [c.219] Понижение температуры контакта позволяет осуществить глубокую осушку газа. Однако температура -Ь10°С является минимально допустимой, так как с понижением температуры вязкость гликолей резко возрастает, что приводит к вспениванию раствора и нарушению контакта между газом и гликолем. Температуру гликоля, поступающего в абсорбер, необходимо поддерживать минимальной, но не ниже температуры газа, выходящего из абсорбера. В противном случае происходит конденсация углеводородов на верхней тарелке абсорбера, что приводит к вспениванию раствора и механическому уносу гликоля. [c.219] Помимо температуры, на точку росы осушенного газа влияет концентрация гликолей чем меньше воды в абсорбенте, тем меньше влагосодержание осушенного газа. Обычно на установках осушки применяют растворы, содержащие 97—99% (масс.) гликоля. Концентрация гликоля зависит от температуры регенерации, которая находится в пределах от 177 до 204 °С. На свойства гликолей влияют также загрязняющие примеси, которые накапливаются в нем в процессе циркуляции продукты термического распада и окисления, соли, углеводороды и продукты коррозии. [c.219] Термическое разложение гликолей в процессе регенерации объясняется следующими причинамн повышением темпе ратуры в рибойлере выше допустимой завышенными скоростями теплового потока . местным перегревом жаровой трубы, вызванным отложениями солей и смолистых соединений или неравномерным распределением пламени. Попадание кислорода в абсорбер с газом через емкости, не имеющие защитного слоя, через сальниковые уплотнения способствует окислению гликоля с образованием органических кислот. Как продукты термического распада, так и продукты окисления гликоля вызывают коррозию аппаратуры. Поэтому необходимо поддерживать pH раствора в пределах 7,3—8 добавлением буры, этаноламина и других щелочных соединений. [c.219] Наиболее распространенная схема абсорбционной осушки газа представлена на рис. VHI-l [5]. Сырой газ под давлением поступает в нижнюю часть абсорбера 1, где из газового потока удаляются капельная влага и конденсат. Затем газ проходит контактные устройства, установленные по высоте абсорбера, на которые поступает абсорбент. Подача концентрированного гликоля на верхнюю тарелку абсорбера осуществляется через змеевик, установленный внутри аппарата. Гликоль абсорбирует пары воды из газового потока и насыщается водой. Осушенный газ, из которого удалены частицы гликоля с помощью отбойных устройств, поступает в трубопровод, а насыщенный гликоль подается на регенерацию. Перед десорбером 5 гликоль нагревается за счет тепла регенерированного гликоля, путем снижения давления из него удаляются углеводороды, растворенные в нем в процессе осушки, и с помощью фильтров механические примеси. [c.220] Десорбер 5 представляет собой насадочную колонну, установленную на рибойлере 4. Нагрев гликоля осуществляется с помощью жаровой трубы, в которой сжигается газ. Гликоль поступает в среднюю часть десорбера и стекает вниз навстречу парам, поднимающимся из рибойлера. Орошение колонки обеспечивается змеевиком, установленным в верхней части аппарата. Через змеевик циркулирует холодный поток насыщенного гликоля. Водяные пары сбрасываются в канализацию, а регенерированный гликоль охлаждается и подается в абсорбер на осушку. [c.220] Абсорбер представляет собой колонный аппарат, оборудованный колпачковым,и или клапанными тарелками расстояние между тарелками 600—76O мм, число тарелок от 6 до 10 штук. Скорость газового потока в аппарате в зависимости от давления находится в пределах от 0,3 до 0,8 м/с. Гликолевые контактные устройства обычно работают с низкими нагрузками по жидкости, т. е. с высоким газовым фактором. Переливные устройства должны обеспечить скорость потока без образования пены, площадь поперечного сечения их не должна превышать 10% всей площади поперечного сечения колонны. В нижней части абсорбера имеется сепарационная камера с глухой тарелкой, в верхней части устанавливаются. отбойники жалюзийного или сетчатого типа. Над абсорбером или в самом аппарате помещается газо-гликолевый теплообменник. [c.220] С целью улучшения работы абсорбера предлагаются различные конструктивные решения. Например, для предотвращения уноса жидкости между тарелками по высоте колонны предлагают ста--ВИТЬ перфорированные листы или насадку [6]. [c.220] Для уменьшения габаритов абсорбера предложено вынести контактные устройства за пределы корпуса и выполнить их из труб нй полненных насадкой. Эти контактные устройства соединяются м жду собой последовательно через центробежные сепараторы встроенные внутрь аппарата. Подача регенерированного гликоля осуществляется в каждое контактное устройство отдельно, а газ проходит лоследовательно. В центробежных сепараторах насыщенный гликоль отделяется от газа и собирается в нижней части аппарата, Такая установка прошла испытания в промышленности и рекомендована для работы в условиях загрязнения газового потока твердыми примесями и при вспенивании гликоля [7]. [c.222] Другим способом уменьшения габаритов абсорбера является организация прямоточного движения потоков газа и жидкости по высоте колонны. Регенерированный гликоль проходит по теплообменнику, расположенному внутри абсорбера, и поступает в центральную трубу, куда подается и сырой газ. Контактное устройство представляет собой тарелку с пазами, в которых установлены ло-иатки под углом 38 . Газ вместе с гликолем проходит через тарелки сверху вниз, при этом происходит диспергирование гликоля и создаются благоприятные условия для массообмена. Фирма Нэ-шенал Тэнк Компани (США) провела исследование работы данного абсорбера и рекомендовала ставить 50 тарелок в зоне контакта [8]. [c.222] НИИ циркуляции насыщенного гликоля в насадке образуются каналы, нарушающие контакт между паром и жидкостью. Для равномерной подачи жидкости в колонну и предотвращения образования каналов устанавливают распределительные тарелки по высоте, колонны. [c.223] В верхней части десорбера обычно расположен ребристый конденсатор с воздушным охлаждением для конденсации гликоля, испаряющегося вместе с водой, и создания орошения в колонне. Работа ребристого конденсатора зависит от температуры окружающей среды и не поддается регулированию. Для создания стабильного орошения применяют змеевик, в который подается насыщенный гликоль. Это позволяет независимо от времени года создавать равномерную конденсацию. Температура верха колонны поддерживается равной 100—102 °С, что обеспечивает минимальные потери гликоля. [c.223] Выпаривание воды из гликолей происходит в рибойлере (кипятильнике). Нагрев осуществляется газом, паром, горячей нефтью или маслом. Обычно применяют огневой обогрев с подвижной топкой. Нагревающий элемент выполняется из трубы и-образной формы и снабжается одной или двумя горелками. Тепловая нагрузка в рибойлере должна быть такой, чтобы происходил нагрев насыщенного гликоля до соответствующей температуры без термического разложения его. Пламя в топке равномерно распределяется с помощью газовых форсунок. Отложение на трубах подогревателя солей, смолы, кокса и других веществ вызывает местный перегрев и понижение скорости теплопередачи. Загрязняющие примеси, которые отложились на жаровой трубе, удаляются механическим путем. Процесс нагревания гликоля регулируется и полностью автоматизирован. Во избежание пожара в топке монтируется пламягаситель, который предотвращает воспламенение в случае больших утечек газа в непосредственной близости оттопки. При неполадках в рибойлере циркуляция насыщенного гликоля прекращается с помощью специальных устройств для отключения насоса. [c.223] Регенерация гликоля при атмосферном давлении и температуре, не превышающей температуру термического распада, дает возможность получить гликоли концентрацией не выше 97% (масс.). Для повышения концентрации до 98—99% (масс.) применяют вакуумную регенерацию под давлением 0,04—0,08 МПа. Вакуум в колонне создается с помощью паровых эжекторов или вакуум-насосов. В этом случае весь паровой поток из десорбера конденсируется, а часть его подается на орошение для уменьшения потерь гликоля. При понижении давления до 0,013 МПа можно увеличить концентрацию гликоля до 99,8% (масс.). Паровой поток при этом будет содержать 40% (масс.) гликоля, что значительно увеличит потери абсорбента. Кроме того, затраты на создание вакуума также повышаются, что ограничивает применение регенерации при низких давлениях [11, 2]. [c.223] Контакт гликоля с газом отпарки может осуществляться в рибойлере или в насадочной колонке. В рибойлере газ подается через перфорированную трубу, расположенную вдоль аппарата. Для обеопечения более глубокой регенерации в рибойлере можно установить несколько отпарных камер. Гликоль, двигаясь в рибойлере вдоль жаровой трубы, регенерируется в соответствии с температурой нагрева затем, проходя последовательно отпарные камеры, продувается горячим сухим газом, при этом концентрация его повышается. При контакте газа с жидкостью в насадочной колонне она выполняется из трубы диаметром 150 мм, высотой 1200 мм и устанавливается между рибойлером и емкостью для регенерированного гликоля. [c.224] После доосушки абсорбента газ отпарки поступает в десорбер. Для уменьшения нагрузки колонны по легкой фазе в этом случае требуется увеличить орошение, что достигается применением (дополнительно к воздушному охлаждению) тсплообмсппика, в котором пары конденсируются холодным потоком насыщенного гликоля [11, 12]. [c.224] Вернуться к основной статье