2020-04-20
150
Установки осушки газа с применением гликолей бывают двух разновидностей, при абсорбционной осушке газа три этиленгликолем (ТЭГ) влажный газ поступает в нижнюю скруберную часть абсорбера К-1, где освобождается от взвешенных частиц углеводородного конденсата и воды. Затем проходит по центральной трубе глухой тарелки и контактирует со стекающем сверху водным раствором поглотителя ТЭГ. На барботажных тарелках, число которых в зависимости от конструкции абсорбера может быть от 5 до 12, газ поднимается от тарелки к тарелке, осушается и поступает в верхнюю скруберную часть колонны, где задерживаются унесенные потоком капли поглотителя. Сверху абсорбера выходит осушенный га и направляется по назначению. По мере стекания вниз. Раствор поглотителя все более насыщается водой, собирается на глухой (вытяжной) тарелке и выводится из колонны на следующую стадию- регенерацию. На выходе из абсорбера насыщенный абсорбент последовательно проходит теплообменник, выветриватель, в котором из него выделяется поглощенные газы, второй теплообменник и при температуре, близко к температуре кипения, поступает в от парную колонну К-2 водяные пары из раствора поглотителя отгоняются, газы и пары воды, выделившиеся из раствора сверху колонны выбрасывают в атмосферу. Иногда водяные пары конденсируют и затем подают в верхнюю тарелку в качестве холодного орошения. Отпорная колонна имеет 10-16 ректификационных тарелок калпачкового или клапанного типа и одну глухую тарелку, монтируемую на 0,6-1,0м ниже нижней ректификационной тарелки. Собирающийся на глухой тарелке абсорбент проходит самотеком через выносной кипятильных (ребойлер) 5 и сливается в нижнюю часть колонны. В кипятильнике раствор поглотителя подогревается водяным паром или другим теплоносителем. Для лучшего теплообмена в кипятильнике вход абсорбента предусмотрен внизу, а выход наверху. Таким образом, кипятильник всегда залит поглотителем и вся масса циркулирующего абсорбента проходит через него снизу вверх. Собирающийся в нижней части десорбера регенерированный поглотитель проходит, через теплообменник, где отдает теплоту насыщенному поглотителю, холодильник Х-6 и поступает в промежуточную емкость Е-7, откуда насосом подается на орошение абсорбера. Абсорбер работает под тем же давлением, под которым газ подается на установку осушки. Отпорная колонна, как правило, работает под атмосферным или несколько большим давлением. На некоторых установка поглотитель регенерируют под вакуумом [5].
|
|
|
Таблица 2 - Нормы технологического режима
| Режим-1 | Режим-2 |
| Температура, К BK - 1 BT - Верха К - 2 Низа К - 2 В Давление, МПа ВК - 1 ВК - 2 | 298 323 340 403 418 5 0,026 |
|
|
|
Материальный баланс установки
Данные расчета материального баланса состава газовой смеси сводим таблицу3.
Таблица 3 - Расчет состава очищенного газа
| Компонент | Мольная масса | Количество м3/ч | Мольные доли | рiyi | Количество кг/ч | Массовая доля |
| Метан | 16 | 370650 | 0,7413 | 11,86 | 2646831 | 0,5150509 |
| Этан | 30 | 49537,5 | 0,09975 | 2,97 | 66280,5 | 0,1289 |
| Пропан | 44 | 37900 | 0,0758 | 3,34 | 71435,6 | 0,1448 |
| изо-Бутан | 58 | 41575 | 0,083125 | 4,86 | 108479,1 | 0,2112 |
| Сероводород | 34 | 6 | 0,000012 | 0 | 9 | 0,0000184 |
| Углекислый газ | 44 | 6,5 | 0,000013 | 0 | 13 | 0,0000307 |
| Всего | - | 5000000 | 1,0 | 23 | 513897 | 1,0 |
Давление Р=5мПа
Точка росы Т=263К
Содержание триэтиленгликоля в свежем растворе х1=0,98
Влагосодержание газа
Температура подачи влажного газа Т=3160С. Точка росы влажного газа до контакта с ТЭГ
`p=tp+∆t, (1)
где ∆t=170С - понижение точки росы
начальное содержание влаги газа при tс=450С и Р=5мПа равно Сн=250∙10-5кг/м3
Конечное при температуре Т=263К и давлении Р=5мПа равно Ск=23∙10-5кг/м3
Количество триэтиленгликоль (ТЭГ)
Количество свежего раствора, подаваемого в колонну
гл=Gвл.п∙x2/x1-x2
где Gвл.п - количество поглащаемой влаги, кг/ч
х1 и х2 - концентрация ТЭГ в свежем и насыщенном растворе
вл.п=(Сн-Ск)∙V,
где V - объемное количество углеводородного сырья
=22,4∙G(tс+273)∙0,1∙z / Mг∙273∙P
где G=513897кг/ч- коэффициент сжимаемости газа
=f(Тпр, Рпр)
где Тпр - приведенная температура
Рпр - приведенное давление
Расчет критических параметров газовой смеси приводим в таблицу 4
Таблица 4 - Расчет критических параметров
| Компонент | Мольные доли | Критические параметры | Псевдокритические параметры | ||
| Ткр | Ркр | Тпс. кр=Y`∙Ткр | Рпс. кр=Y`∙Ркр | ||
| Метан | 0,7414 | 190,5 | 4,6 | 14,13 | 3,4 |
| Этан | 0,099 | 305,4 | 4,9 | 30,2 | 0,48 |
| Пропан | 0,0758 | 369,8 | 4,25 | 28,0 | 0,32 |
| И-Бутан | 0,0838 | 425,2 | 3,8 | 35,6 | 0,32 |
| Сероводород | 0,0000126 | 373,6 | 9,0 | 0 | 0 |
| Углекислый газ | 0,0000113 | 304,2 | 7,4 | 0 | 0 |
| Всего | 1,0 | - | 235 | 4,5 | |
Тпр=300/235=1,28
Рпр=5/4,5=1,02
По графику при Тпр=1,28 и Рпр=1,02 коэффициент сжимаемости z=0,95
=22,4∙5000000(43+273)∙0,1∙106∙0,95 / 23∙273∙5∙106=35550м3/чвл.п=(250-23)∙10-5∙ 35550=80,6кг/ч
Концентрация ТЭГ в насыщенном растворе принимаем х2=0,97 количество свежего раствора
гл=80,6∙0,97/0,98-0,97=7818,2кг/чгл= Gгл/ρ
Vгл= 7818,2/1150=6,7 м3/ч
Материальный баланс абсорбера количество увлажненного газового сырья
=G+Gн∙V=513897+250∙10-5∙35550=513985,8кг/ч
Количество осушенного газового сырья
о= Gy - Gвл.п -Gр.у
где φр.у=Мг∙Р∙273 / 22,4∙(t+273) ∙0,1∙z
φр.у=23∙5∙273 / 22,4∙(43+273) ∙0,1∙0,95=14,2кг/чр.у=2,5∙14,2∙4,3=153,7кг/ч
Равновесная потеря гликоля при 430С и Р=5,0мПа по графику равны
∆φ=5,8∙10-3кг/(м3∙103)
Количество теряемого гликоля
гл=∆φ∙V/103
dгл=5,8∙10-3∙35550/103=0,2кг/ч
С10=513985,8-80,6+15,37-0,2=514058,7
Количество насыщенного раствора гликоля
гл.п= Gгл - Gвл.п +Gр.у- dглгл.п=7818,2-80,6+153,7+0,2=7891,1
Таблица 5 - Материальный баланс процесса осушки
| Наименование потоков | Массовые, % | кг/ч |
| Поступило: Увлажненная парогазовая смесь Свежий раствор гликоля Итого Получено: Осушенная газовая смесь Насыщенный раствор гликоля Итого | 98,5 1,5 100 98,4 1,6 100 | 513897 7818,2 521715,2 514058,7 7891,1 521715,2 |
Содержание ТЭГ в насыщенном растворе:
х2р=0,98∙7818,2/7891,1=0,97
Технологические расчеты
