Установка регенерации гликоля

Полезная модель относится к установкам регенерации гликолей и может быть использована в газовой, нефтяной или химической отраслях промышленности. Установка включает трубопровод подачи насыщенного гликоля, подключенный к блоку подготовки насыщенного гликоля, содержащему фазовый разделитель, узел фильтрации и рекуперативный теплообменник, соединенный с массообменной колонной, имеющей отводы паров воды и углеводородов в верхней части и регенерированного гликоля в нижней части, узел орошения верха и подогреватель низа. Вход в узел фильтрации соединен с выходом насыщенного гликоля фазового разделителя. Узел фильтрации состоит из последовательно установленных фильтра очистки от механических примесей, фильтра удаления примесей органического происхождения и фильтра тонкой очистки. Узел орошения может быть выполнен в виде встроенного парциального конденсатора, соединенного с трубопроводом подачи насыщенного гликоля. Перед фазовым разделителем установлен дополнительный рекуперативный теплообменник. Установка позволяет повысить качество подготовки гликоля к регенерации за счет исключения накопления механических примесей, продуктов осмоления и разложения гликоля, а также исключить потери гликоля, снизить эксплуатационные расходы на подпитку системы циркуляции гликоля, улучшить качество осушки газов и повысить надежность эксплуатации. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Полезная модель относится к установкам регенерации гликолей, используемых для выделения водяных паров, поглощенных на установках абсорбционной осушки природных и нефтяных газов при подготовке их к транспорту или в установках низкотемпературной конденсации/сепарации, где гликоль применяется в качестве ингибитора гидратообразования, и может быть использована в газовой, нефтяной или химической отраслях промышленности.

Известен способ регенерации насыщенного раствора гликоля по патенту РФ 2257945, МПК⁷ B01D 53/14, опубл. 10.08.2005, который осуществляется на установке, включающей трубопровод подачи насыщенного гликоля, соединенный с рекуперативным теплообменником, массообменную колонну с отводами паров в верхней части и отработанного насыщенного гликоля в нижней части и испаритель с отводом регенерированного гликоля, соединенный с нижней частью массообменной колонны, при этом трубопровод подачи насыщенного гликоля дополнительно соединен с верхней частью массообменной колонны, а рекуперативный теплообменник соединен с испарителем.

Общими признаками известной и предлагаемой установок являются:

- трубопровод подачи насыщенного гликоля, соединенный с рекуперативным теплообменником;

- массообменная колонна с отводами паров в верхней части и гликоля в нижней части, снабженная подогревателем низа.

Недостатком известной установки является накопление в растворе гликоля загрязняющих веществ (механических примесей, продуктов коррозии, растворенных и "свободных" углеводородов, смол и продуктов термохимического разложения гликоля, поверхностно-активных веществ, солей) вследствие отсутствия на установке узла фильтрации и очистки гликоля от органических соединений и солей. Наличие этих примесей приводит к образованию достаточно стабильных эмульсий, вызывающих ценообразование раствора гликоля на стадиях абсорбции и регенерации, повышенным потерям гликоля в период эксплуатации, ухудшению массо- и теплообмена оборудования и, как следствие, ухудшению качества осушки.

Известна установка регенерации гликоля, описанная в процессе регенерации насыщенного раствора гликоля в авторском свидетельстве 1404099, МПК⁴ B01D 53/14, 53/26, опубл. 23.06.1988, включающая трубопровод подачи насыщенного гликоля, рекуперативный теплообменник и десорбер с отводами паров воды и углеводородов в верхней части и регенерированного гликоля в нижней части, снабженный узлом орошения в верхней части, при этом в нижней части десорбера установлена полуглухая тарелка, которая через трубопровод соединена с отпарной секцией испарителя.

Общими признаками известной и предлагаемой установок являются:

- трубопровод подачи насыщенного гликоля;

- рекуперативный теплообменник;

- массообменная колонна с отводами паров в верхней части и регенерированного гликоля в нижней части, снабженная узлом орошения в верхней части и подогревателем низа.

Недостатком известной установки также является отсутствие узла фильтрации насыщенного гликоля и, как следствие, накопление в растворе гликоля загрязняющих веществ.

Наиболее близкой по технической сущности и заявляемому результату к предлагаемой установке является установка регенерации гликоля (см. Жданова Н.В., Халиф А.Л. «Осушка углеводородных газов» - М.: Химия, 1984, стр.54), включающая трубопровод подачи насыщенного гликоля, подключенный к блоку подготовки насыщенного гликоля, содержащему последовательно установленные фазовый разделитель, сепаратор, фильтр очистки от механических примесей и рекуперативный теплообменник, соединенный с десорбером, имеющим отводы паров воды и углеводородов в верхней части и регенерированного гликоля в нижней части и снабженный узлом орошения в верхней части и подогревателем низа.

Общими признаками известной и предлагаемой установок являются:

- трубопровод подачи насыщенного гликоля;

- блок подготовки насыщенного гликоля, содержащий фазовый разделитель, узел фильтрации и рекуперативный теплообменник;

- массообменная колонна с отводами паров воды и углеводородов в верхней части и регенерированного гликоля в нижней части, снабженная узлом орошения в верхней части и подогревателем низа;

- рекуперативный теплообменник блока подготовки насыщенного гликоля соединен с массообменной колонной.

Недостатком известной установки является наличие в узле фильтрации только фильтра очистки от механических примесей, который не обеспечивает комплексную очистку от всех присутствующих в растворе гликоля загрязняющих веществ, достаточную для эффективного предупреждения вспенивания гликоля, так как позволяет удалить из раствора гликоля только механические примеси, продукты коррозии и частично соли.

Технической задачей предлагаемой полезной модели является повышение качества подготовки гликоля к регенерации за счет исключения накопления механических примесей, продуктов осмоления и разложения гликоля, а также исключение потерь гликоля, снижение эксплуатационных расходов на подпитку системы циркуляции гликоля, улучшение качества осушки газов и повышение надежности эксплуатации.

Поставленная задача достигается тем, что в установке регенерации гликоля, включающей трубопровод подачи насыщенного гликоля, подключенный к блоку подготовки насыщенного гликоля, содержащему фазовый разделитель, узел фильтрации и рекуперативный теплообменник, соединенный с массообменной колонной, имеющей отводы паров воды и углеводородов в верхней части и регенерированного гликоля в нижней части, узел орошения верха и подогреватель низа, вход в узел фильтрации соединен с выходом насыщенного гликоля фазового разделителя.

Кроме того, узел фильтрации состоит из последовательно установленных фильтра очистки от механических примесей, фильтра удаления примесей органического происхождения и фильтра тонкой очистки.

Кроме того, узел орошения выполнен в виде встроенного парциального конденсатора.

Кроме того, встроенный парциальный конденсатор соединен с трубопроводом подачи насыщенного гликоля.

Кроме того, перед фазовым разделителем установлен дополнительный рекуперативный теплообменник.

Соединение выхода насыщенного гликоля фазового разделителя со входом в узел фильтрации, состоящим из последовательно установленных фильтра очистки от механических примесей, фильтра удаления примесей органического происхождения и фильтра тонкой очистки позволяет качественно подготовить насыщенный раствор гликоля к регенерации за счет его ступенчатой очистки, которая позволяет предотвратить накопление в растворе гликоля механических примесей, жидких углеводородов и продуктов разложения, которые способствуют образованию и стабилизации пены в массообменных колоннах, тем самым приводя к повышенному уносу гликоля.

Снабжение узла фильтрации фильтром очистки от механических примесей и фильтром тонкой очистки позволяет удалять из раствора гликоля частицы размером 5 мкм и более. Наличие в узле фильтрации фильтра удаления примесей органического происхождения позволяет за счет применения адсорбционной технологии (адсорбции на углеродных материалах и на ионообменных смолах) удалять растворенные примеси, например, высококипящие углеводороды, некоторые химические реагенты, применявшиеся для обработки скважин, смазочные материалы из компрессоров и продуктов термохимического и окислительного разложения гликоля, а также полярные соединения (соли, поверхностно-активные вещества и др.).

Таким образом, заявляемая совокупность признаков позволяет повысить качество подготовки раствора гликоля и поддерживать высокие эксплуатационные свойства циркулирующего раствора гликоля, а, следовательно, и качество осушки газа.

Соединение встроенного парциального конденсатора с трубопроводом подачи насыщенного гликоля позволяет использовать в качестве хладагента часть потока насыщенного гликоля, поступающего на вход установки.

Предварительный подогрев гликоля перед его поступлением в фазовый разделитель необходим для процесса разгазирования гликоля, для которого нужно не только сбросить давление, но и повысить температуру гликоля, так как растворимость углеводородных газов в гликолях уменьшается с понижением давления и повышением температуры.

На фигуре представлена принципиальная технологическая схема установки регенерации гликоля.

Установка регенерации гликоля включает трубопровод I подачи насыщенного гликоля, подключенный к блоку подготовки насыщенного гликоля, включающему фазовый разделитель 1, узел фильтрации, состоящий из последовательно установленных фильтра 2 очистки насыщенного гликоля от механических примесей, фильтра 3 удаления примесей органического происхождения и фильтра 4 тонкой очистки, и рекуперативный теплообменник 5.

Вход в фильтр 2 очистки насыщенного гликоля от механических примесей соединен с выходом насыщенного гликоля из фазового разделителя 1. Выход насыщенного гликоля из фильтра 4 тонкой очистки соединен с рекуперативным теплообменником 5.

Выход насыщенного гликоля из рекуперативного теплообменника 5 соединен со входом насыщенного гликоля в массообменную колонну 6, снабженную узлом орошения верха, включающим аппарат воздушного охлаждения 7, трехфазный сепаратор 8, насос 9, и подогревателем низа в виде печи 10 (или другим нагревательным аппаратом). Массообменная колонна 6 имеет отвод II паров воды и углеводородов в верхней части, соединенный с аппаратом воздушного охлаждения 7 узла орошения, и отвод III регенерированного гликоля в нижней части, соединенный с рекуперативным теплообменником 5.

Узел охлаждения может быть выполнен и в виде встроенного парциального конденсатора 11, соединенного с трубопроводом I подачи насыщенного гликоля (на фиг. показано пунктиром).

Для снижения парциального давления насыщенных паров воды и достижения высокой концентрации регенерированного гликоля (при необходимости) в нижнюю часть массообменной колонны 6 может подаваться отпарной газ (углеводородный или инертный).

Выход регенерированного гликоля из рекуперативного теплообменника 5 последовательно соединен с емкостью 12 накопления регенерированного гликоля, насосом 13 и дополнительно установленным рекуперативным теплообменником 14.

На трубопроводе I подачи насыщенного гликоля может быть установлен (при необходимости) теплообменник 15.

Установка снабжена необходимой запорно-регулирующей арматурой.

Установка работает следующим образом.

Насыщенный раствор гликоля с установки абсорбционной осушки газа или с установки низкотемпературной переработки газа поступает по трубопроводу I в дополнительный рекуперативный теплообменник 14, нагревается и далее подается в блок подготовки насыщенного гликоля.

В фазовом разделителе 1 из насыщенного раствора гликоля отделяются поглощенный углеводородный газ и унесенные ("свободные") жидкие углеводороды, что позволяет снизить количество паров, выделяемых при регенерации в массообменной колонне 6, а также снизить образование пены и унос гликоля при регенерации. Отделенные углеводородный газ и жидкие углеводороды выводятся с установки.

Насыщенный раствор гликоля из фазового разделителя 1 поступает в узел фильтрации, в котором из него удаляются механические примеси, жидкие углеводороды и продукты разложения, т.е. все те примеси, которые способствуют образованию и стабилизации пены в массообменных колоннах (абсорбере и регенераторе) и повышенному уносу гликоля.

Очищенный от примесей насыщенный раствор гликоля нагревается в рекуперативном теплообменнике 5 за счет тепла регенерированного гликоля, выходящего с низа массообменной колонны 6, и поступает в массообменную колонну 6.

Пары воды и углеводородов уходят из верхней части массообменной колонны 6, охлаждаются в аппарате воздушного охлаждения 7 и поступают в трехфазный сепаратор 8. Углеводородные газы из трехфазного сепаратора 8 подаются в факельную линию или в случае применения в качестве отдувки инертного газа - на свечу. Также из него отводится вода и жидкие углеводороды. Часть сконденсированной воды насосом 9 подается на орошение, излишек воды дренируется в промканализацию.

Регенерированный гликоль из массообменной колонны 6 поступает в межтрубное пространство рекуперативного теплообменника 5, где частично охлаждается потоком насыщенного гликоля, и поступает в емкость 12 накопления регенерированного гликоля, откуда насосом 13 подается в дополнительный рекуперативный теплообменник 14, доохлаждается и далее направляется на установку осушки газа или низкотемпературной переработки.

1. Установка регенерации гликоля, включающая трубопровод подачи насыщенного гликоля, подключенный к блоку подготовки насыщенного гликоля, содержащему фазовый разделитель, узел фильтрации и рекуперативный теплообменник, соединенный с массообменной колонной, имеющей отводы паров воды и углеводородов в верхней части и регенерированного гликоля в нижней части, узел орошения верха и подогреватель низа, отличающаяся тем, что вход в узел фильтрации соединен с выходом насыщенного гликоля фазового разделителя.

2. Установка регенерации гликоля по п.1, отличающаяся тем, что узел фильтрации состоит из последовательно установленных фильтра очистки от механических примесей, фильтра удаления примесей органического происхождения и фильтра тонкой очистки.

3. Установка регенерации гликоля по п.1, отличающаяся тем, что узел орошения выполнен в виде встроенного парциального конденсатора.

4. Установка регенерации гликоля по п.3, отличающаяся тем, что встроенный парциальный конденсатор соединен с трубопроводом подачи насыщенного гликоля.

5. Установка регенерации гликоля по п.1, отличающаяся тем, что перед фазовым разделителем установлен дополнительный рекуперативный теплообменник.