Многофункциональный абсорбер.

Изобретение относится к малогабаритным многофункциональным массообменным аппаратам, применяемым в химической, нефтехимической и газовой промышленности для осуществления процессов тепломассообмена между газом и жидкостью: гликолевой осушки газа, аминовой очистки газа от углекислоты и сернистых примесей. Предпочтительная область применения - процессы гликолезой осушки и отбензинивания природного и попутного нефтяного газа на установках подготовки и переработки газа, расположенных внутри помещений Крайнего Севера, на морских платформах в нефтегазодобывающих суда х. Известен многофункциональный абсорберсепаратор для гликолевой осушки газа, включающий входную сепарационную секцию, глухую тарелку, массообменные тарелки и верхнюю сепарационную секцию. Основные данные абсорбера: производительность 10млн.нм 3/сут, рабочее давление 9,4МПа, диаметр 1800ии, высота 16800мм, число контактных ступеней 5, масса 61,6. На контактных ступенях его установлены по две тарелки: одна сетчатая, а другая с прямоточными патрубками. Недостатком известного абсорбера является значительный высотный габарит из-за большого расстояния между двойными ступенями, достигающего 1000 - 1200мм. Поэтому металлоемкость известного абсорбера при его производительности по газу 10млн.м 3/сут и массе 55,1т высокая и составляет Наиболее близким техническим решением к заявляемому являются многофункциональный абсорбер-сепаратор, в котором установлены контактные элементы с осевыми завихрителями, он включает входн ую нижнюю сепарационную секцию, глухую тарелку, массообменные тарелки с осевыми завихрителями в верхнюю фильтросепарационную секцию. Благодаря применению контактных и сепарационных элементов с осевыми завихрителями удается повысить производительность и снизить высоту аппарата до 12,1м при уменьшении диаметра с 1,8 до 1,4м, а тем самым добиться самой низкой удельной металлоемкости по сравнению с другими известными конструкциями абсорберов: Ма = 2,2т/млн.нм 3/сут

 

Адсорбционная осушка газа.

Адсорбционная осушка газа применяется для получения низкой "точки росы" (-20-30°С), которая необходима при транспорте газа в север­ных районах страны. Одним из важных преимуществ адсорбции является то, что не требуется предварительной осушки газа, так как твердые адсор­бенты, наряду с жидкими углеводородами, хорошо адсорбируют и влагу. В качестве адсорбента используют твердые пористые вещества, обладающие большой удельной поверхностью.

К ним относятся активированные угли (S _уд = 600-1700 м²/г); силикагели - продукты обезвоживания геля кремниевой кислоты (S _уд-320-770M /г); цеолиты - минералы, являющиеся водными алюмосиликатами натрия и кальция, а также искусственные цеолиты.

Сущность адсорбции состоит в концентрировании вещества на по­верхности или в объеме микропор твердого тела. Эффективные радиусы микропор составляют (5-10) 10'¹⁴ мкм. Максимальная активность, дости­гаемая к моменту равновесия при данных температуре и концентрации по­глощаемого вещества в газовой фазе, называется равновесной статической активностью. Активность при поглощении до появления поглощаемого компонента за слоем поглотителя называется динамической активностью.

Динамическая активность адсорбента характеризует вес улавливаемой жидкости в процентах от веса адсорбента. Обычно она равна 4-7%.

Промышленные адсорбенты должны обладать достаточно высокой ак­тивностью, обратимостью адсорбации и простотой регенерации, малым сопротивлением потоку газа и высокой механической прочностью.

Десорбция основана на том, что при повышении температуры увели­чивается энергия адсорбированных молекул и они могут освобождаться от адсорбента. Наиболее благоприятны для этого температуры 200-300°С.

В момент насыщения адсорбента влагой в одном из адсорберов в дру­гом происходит десорбция и охлаждение. Процесс протекает последова­тельно по мере насыщения влагой адсорбента в колонне. Размеры адсорбе­ров в 2-3 раза меньше абсорберов. Внутри аппарата размещено от 4 до 8 полок, на которые насыпают необходимое количество адсорбента. Работа­ет адсорбер без замены селикагеля до 2 лет. Рабочая температура в адсорбере 10-14 °С, средняя скорость движения газа через адсорбер 0,15-0,5 м/с, давление газа 7-8 МПа.

Продолжительность циклов насыщения, регенерации и охлаждения адсорбента определяется временем, необходимым для его регенерации. Обычно цикл насыщения длится 10-20 ч, а цикл регенерации 4-8 ч.