Способ регенерации насыщенного раствора абсорбента
Изобретение относится к способу регенерации насыщенных растворов поглотителей влаги (моно-ди-, триэтиленгликолей), которые используют в качестве абсорбентов для извлечения водяных паров из газа в установках осушки природных и нефтяных газов. Сущность : способ регенерации насыщенного раствора абсорбента включает вывод из абсорбера установки осушки природных и нефтяных газов, подачу последнего в десорбер, разделенный полуглухой тарелкой, подогрев в печи с поддержанием жидкофазного состояния абсорбента в количестве, необходимом для получения заданной концентрации регенерированного раствора абсорбента и определяемом кратностью рециркуляции раствора абсорбента через печь согласно формуле. 1 ил.
Изобретение относится к усовершенствованному способу регенерации насыщенных растворов поглотителей влаги (моно-, ди-, триэтиленгликолей), которые используются в качестве абсорбентов для извлечения водяных паров из газа в установках осушки природных и нефтяных газов.
Известен способ регенерации насыщенного раствора поглотителя влаги, в котором испарение воды из насыщенного раствора производится в трубчатой печи [1]. Недостатками данного способа являются: термическое разложение ДЭГа за счет его перегрева; интенсивная коррозия оборудования в паровой зоне; процесс сопровождается постоянными гидравлическими ударами за счет образования паровых "пробок". Близким по технической сущности и достигаемому результату является способ регенерации насыщенного раствора поглотителя влаги, заключающийся в том, что часть подогретого раствора после печи подают в буферную емкость, в которую поступает также из полуглухой тарелки колонны насыщенный раствор абсорбента. За счет смещения более горячего раствора, поступающего из печи, с раствором, имеющим более низкую температуру, в емкости происходит испарение части воды. Образовавшуюся паровую фазу подают в куб колонны. Раствор из буферной емкости насосами подают в печь. Регенерированный раствор из куба колонны насосами отводят с установки [2]. Недостатками данного способа являются: термическое разложение ДЭГа; интенсивная коррозия, которая в паровой фазе существенно выше, чем в жидкой; нарушение режима при изменении производительности. Особенностью работы трубчатой печи в качестве испарителя является характер изменения температуры нагреваемого продукта по длине змеевика. На участке, где раствор нагревается без испарения, температура его повышается равномерно. С момента начала испарения рост температуры замедляется, так как часть тепла расходуется на испарение. При этом наиболее интенсивное испарение отмечается в конце змеевика, где снижается давление и приближается к давлению в кубе колонны. Температура продукта на выходе из печи имеет меньшее значение, чем на предшествующих участках, где из-за повышенного давления испарение незначительно и поэтому происходит неконтролируемый перегрев продукта. Скорость коррозии труб в паровой фазе адсорбентов в 5-7 раз выше, чем в жидкой. Целью изобретения является повышение надежности эксплуатации и снижение эксплуатационных затрат в установках регенерации насыщенных абсорбентов. Цель достигается тем, что нагрев раствора в печи производят в жидкофазном состоянии, а для получения необходимой концентрации абсорбента осуществляют рециркуляцию раствора в количестве, которое обеспечивает подвод тепла, необходимого для испарения влаги и других легколетучих компонентов, выходящих из колонны при давлении и температуре в кубе, определяющих заданную концентрацию регенерированного раствора. Циркулирующий через печь раствор подают и отбирают из разных отсеков нижней части колонны (десорбера), разделенной с помощью гидрозатвора на два отсека. Нагретый в печи поток раствора поступает в отсек куба десорбера, где находится абсорбент с более высокой температурой, и через гидрозатвор переливается в другой отсек куба десорбера, где смешивается с насыщенным раствором абсорбента, поступающим с полуглухой тарелки десорбера и имеющим более низкую температуру. Из этого отсека смешанный раствор насосом подают в печь. Гидрозатвор предотвращает смешение паров насыщенного и регенерированного растворов и способствует сохранению необходимой концентрации регенерированного абсорбента. Заданная температура регенерированного раствора поддерживается за счет изменения количества абсорбента, циркулирующего через печь. Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемый способ регенерации насыщенного раствора абсорбента отличается от известного тем, что нагрев производят с поддержанием жидкофазного состояния абсорбента в количества, необходимом для получения заданной концентрации регенерированного раствора и определяемом кратностью рециркуляции кубового продукта через печь согласно формуле: K =![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/308/3087677.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/308/3087678.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/308/3087679.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/308/3087680.gif)
iw - теплосодержание кубового продукта при условиях, обеспечивающих заданную концентрацию (температура 155оС, давление 0,026 МПа), составляет 104,6 ккал/кг. Следовательно, коэффициент рециркуляции составляет
K =
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/308/3087681.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/308/3087682.gif)
Из отсека 5 колонны раствор ДЭГа в количестве 99000 кг/ч с температурой 145оС, концентрацией 98,9% насосом 7 подается в печь 9, где нагревается до 165оС при давлении 0,13 МПа,которое поддерживается регулятором 11. Нагретый раствор из печи через регулятор 11 с давлением 0,026 МПа поступает в отсек 6 колонны, где его температура становится равной 155оС за счет испарения воды и части ДЭГа. Регенерированный раствор абсорбента в количестве 31970 кг/ч насосом отводится с установки. Таким образом для достижения заданной концентрации абсорбента 99,3% при количестве насыщенного раствора 33050 кг/ч, количество раствора, подаваемого на печь, составит 99000 кг/ч. Коэффициент рециркуляции 2,1.
Формула изобретения
K =
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/308/3087683.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/308/3087684.gif)
где K - кратность рециркуляции кубового продукта (регенерированного абсорбента), выводимого из установки регенерации, доли единицы;
Gp - количество кубового продукта, подаваемого насосом в печь, кг/ч;
Gw - количество кубового продукта, выводимого из установки регенерации, кг/ч;
Qk - количество тепла для образования паров продукта, выходящих из колонны, ккал/ч;
ip - теплосодержание кубового продукта на выходе из печи, ккал/кг;
iw - теплосодержание кубового продукта при условиях, обеспечивающих заданную концентрацию, ккал/кг.
РИСУНКИ
Рисунок 1