Установка адсорбционной осушки и очистки газа
Полезная модель относится к установкам адсорбционной осушки и очистки газа и может быть использована в газовой, нефтяной, нефтеперерабатывающей, нефтехимической и химической отраслях промышленности. Установка включает устройство для промывки газа, соединенное с емкостью рециркуляции воды, и блок адсорбционной осушки газа, содержащий адсорберы с сорбентом, фильтры, теплообменники, устройство для нагрева газа и выходной сепаратор. При этом, установка дополнительно снабжена сепаратором, вход газа в который соединен с выходом газа из устройства для промывки газа, а выход газа из сепаратора соединен с блоком адсорбционной осушки газа. Устройство для нагрева газа может быть выполнено в виде утилизационного теплообменника. Сорбент может быть размещен в адсорбере в виде одного или комбинированного слоев. Предлагаемая полезная модель позволяет улучшить качество осушки и очистки газа, увеличить срок службы цеолита и снизить эксплуатационные затраты. 1 н.п. ф-лы, 1 ил.
Полезная модель относится к установкам адсорбционной осушки и очистки газа и может быть использована в газовой, нефтяной, нефтеперерабатывающей, нефтехимической и химической отраслях промышленности.
Известна установка осушки и очистки природного газа от сернистых соединений (см. патент РФ на полезную модель №54813, МПК7 B01D 53/02, опубл. 27.07.2006 г.), содержащая входной сепаратор, соединенный с блоком адсорбционной осушки газа, включающим адсорберы с цеолитом, теплообменники, печь.
Общими признаками известной и предлагаемой установок являются:
- сепаратор, соединенный с блоком адсорбционной осушки газа;
- блок адсорбционной осушки газа, включающий адсорберы с сорбентом, теплообменники, печь.
Недостатками известной установки являются:
- ухудшение качества осушки и очистки газа вследствие накопления на поверхности сорбента вредных примесей (поверхностно-активных веществ, хлоридов щелочных и щелочноземельных металлов, ингибиторов коррозии и др.), которые уменьшают пористость сорбента, снижая тем самым его осушающую способность и приводя к необходимости частой замены сорбента и, следовательно, к высоким эксплуатационным затратам.
- эрозийный износ трубопроводов и оборудования установки вследствие уноса измельченных в процессе адсорбции частиц сорбента.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому техническому решению является установка глубокой осушки и очистки углеводородных газов (см. патент РФ на изобретение №2240859, МПК7 B01D 53/26, 53/02, опубл. 27.11.2004 г.), содержащая устройство для промывки газа, соединенное с емкостью рециркуляции воды и блоком адсорбционной осушки газа, включающим адсорберы с цеолитом,
фильтры, теплообменники, устройство для нагрева газа и выходной сепаратор.
Общими признаками известной и предлагаемой установок являются:
- устройство для промывки газа, соединенное с емкостью рециркуляции воды;
- блок адсорбционной осушки газа, включающий адсорберы с сорбентом, фильтры, теплообменники, устройство для нагрева газа и выходной сепаратор.
Недостатком известной установки является недостаточное снижение нагрузки по влаге на сорбент при проведении процесса осушки и очистки газа.
Техническая задача заключается в улучшении качества осушки и очистки газа, увеличении срока службы цеолита и снижении эксплуатационных затрат.
Поставленная задача достигается тем, что в установке адсорбционной осушки и очистки газов, включающей устройство для промывки газа, соединенное с емкостью рециркуляции воды, и блок адсорбционной осушки газа, содержащий адсорберы с сорбентом, фильтры, теплообменники, устройство для нагрева газа и выходной сепаратор, она дополнительно снабжена сепаратором, вход газа в который соединен с выходом газа из устройства для промывки газа, а выход газа из сепаратора соединен с блоком адсорбционной осушки газа.
Кроме того, устройство для нагрева газа выполнено в виде утилизационного теплообменника.
Кроме того, сорбент размещен в адсорбере в виде одного слоя.
Кроме этого, сорбент размещен в адсорбере в виде комбинированного слоя.
Установка сепаратора перед блоком адсорбционной осушки газа после устройства для промывки газа позволяет эффективно отсепарировать газовый поток, выходящий из устройства для промывки газа, от капельной
жидкости. Кроме того, проведение процесса сепарации газа после промывки позволяет также предупредить попадание на сорбент капельной влаги, снизить нагрузку по влаге на сорбент за счет уменьшения влагосодержания газа в процессе сепарации и снизить влияние вредных примесей при проведении процесса осушки и очистки углеводородного газа.
Выполнение устройства для нагрева газа в виде утилизационного теплообменника позволяет исключить расход топливного газа, снизить стоимость установки и эксплуатационные расходы.
Размещение сорбента в адсорбере в виде одного слоя позволяет при проведении адсорбционного процесса извлекать из углеводородного газа один или два целевых компонента (например, вода, сероводород, меркаптаны, вода+сероводород, сероводород+меркаптаны).
Размещение сорбента в адсорбере в виде комбинированного слоя позволяет при проведении адсорбционного процесса извлекать из углеводородного газа два и более целевых компонентов (например, сероводо-род+меркаптаны+вода).
На чертеже представлена принципиальная технологическая установка адсорбционной осушки и очистки газа.
Установка содержит устройство 1 для промывки газа, соединенное с емкостью 2 рециркуляции воды. Выход газа из устройства 1 для промывки газа соединен с входом газа в сепаратор 3. Выход газа из сепаратора 3 соединен с блоком адсорбционной осушки газа, включающим адсорберы 4, 5, 6 с сорбентом, фильтры 7, 8, 9, теплообменники 10, 11, устройство для нагрева газа, выполненное в виде утилизационного теплообменника 12 или печи 13, и выходной сепаратор 14.
Сорбент может быть размещен в адсорбере в виде одного слоя цеолита или силикагеля (при проведении процесса глубокой осушки) или комбинированного (при проведении процесса глубокой осушки и тонкой очистки) слоя, состоящего из двух типов сорбентов.
Все трубопроводы снабжены запорно-регулирующей арматурой.
Установка работает следующим образом: углеводородный газ поступает в устройство 1 для промывки газа, где проходит водную промывку, а затем в сепаратор 3 для отделения капельной влаги. Отделившаяся в сепараторе 3 вода сбрасывается в канализацию, а отсепарированный газ направляется на адсорбционную осушку и очистку, которая проводится по трехадсорберной схеме в адсорберах 4, 5, 6. Количество адсорберов в схеме в зависимости от производительности может составлять 3, 4, 6, 8 и т.д. Адсорберы 4, 5, 6 представляют собой вертикальные цилиндрические секционные аппараты, загруженные сорбентом.
При работе установки один адсорбер 4 находится в цикле адсорбции, другой адсорбер 5 - в цикле регенерации, а третий адсорбер 6 - в цикле охлаждения. Газ на осушку и очистку проходит сверху вниз через адсорбер 4, работающий в цикле адсорбции, где осушается до точки росы по воде минус 40... минус 70°С и очищается от сернистых соединений до значений, соответствующих требованиям транспортировки газа. После завершения цикла адсорбции адсорбер 4 переводят в цикл регенерации и далее - охлаждения. После адсорбера 4 газ поступает в фильтр 7, где улавливается унесенная потоком газа цеолитная пыль, и затем направляется на дальнейшую переработку.
В качестве газа регенерации может использоваться часть потока осушенного и очищенного газа или часть потока отбензиненного газа, отобранного с установки переработки углеводородного сырья или с дожимной компрессорной станции (на рис. не показаны). В случае использования в качестве газа регенерации отбензиненного газа, содержащего незначительное количество тяжелых углеводородов С 3+выше, уменьшается количество кокса, образующегося на поверхности сорбента при его регенерации, что увеличивает продолжительность его службы.
При использовании в качестве газа регенерации осушенного и очищенного газа, отбирают часть потока газа, выходящего из фильтра 7, которую
направляют по трубопроводу на стадию регенерации и охлаждения в адсорберы 5 и 6 соответственно.
Газ охлаждения подается в адсорбер 6 снизу вверх. После адсорбера 6 газовый поток по трубопроводу через фильтр 8, рекуперативный теплообменник 10, где нагревается потоком газа регенерации, направляется в устройство для нагрева газа - утилизационный теплообменник 12 или печь 13.
Нагретый до 300...350°С газ подается снизу вверх в адсорбер 5 на регенерацию сорбента. Об окончании процесса регенерации судят по стабилизации температуры газа на выходе из адсорбера на уровне 300...330°С.
Отработанный газ после адсорбера 5 последовательно по трубопроводу проходит фильтр 9, рекуперативный теплообменник 10, воздушный холодильник 11, выходной сепаратор 14. Отделившаяся в выходном сепараторе 14 вода сбрасывается в канализацию, а отработанный газ выводится с установки.
1. Установка адсорбционной осушки и очистки газа, включающая устройство для промывки газа, соединенное с емкостью рециркуляции воды, и блок адсорбционной осушки газа, содержащий адсорберы с сорбентом, фильтры, теплообменники, устройство для нагрева газа и выходной сепаратор, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена сепаратором, вход газа в который соединен с выходом газа из устройства для промывки газа, а выход газа из сепаратора соединен с блоком адсорбционной осушки газа.
2. Установка адсорбционной осушки и очистки газа по п.1, отличающаяся тем, что устройство для нагрева газа выполнено в виде утилизационного теплообменника.
3. Установка адсорбционной осушки и очистки газа по п.1, отличающаяся тем, что сорбент размещен в адсорбере в виде одного слоя.
4. Установка адсорбционной осушки и очистки газа по п.1, отличающаяся тем, что сорбент размещен в адсорбере в виде комбинированного слоя.
