Адсорбционни и абсорбционни системи ULF
От 20-те години на миналия век е известен методът на въглеродна адсорбция за улавяне на въглеводороди, който се използва за производството на природен бензин от петролен газ. Процесът се провежда по следната схема: 1) насищане (адсорбция) на въглища с въглеводороди; 2) дестилация (десорбция) на абсорбираните фракции с прегрята пара; 3) сушене на активен въглен с въздух, загрят до 120.130 °C; 4) охлаждане със студен въздух.
В адсорбционната система на компанията Dow Chemical [125] ролята на адсорбент се изпълнява от набивка от топчен съполимер (фиг. 3.48). Диаметърът на топките е около 2 mm, специфичната контактна повърхност е 400 m 2 /g. Адсорбентът има хидрофобни свойства, поради което молекулите на органичните вещества се задържат здраво върху него под действието на силите на Ван дер Ваалс. Топлината на адсорбция е ниска, така че регенерацията на опаковката (десорбция на органични вещества) се извършва, когато се продухва с въздух, загрят от жива пара.
Адсорберът се характеризира с простота, надеждност и безопасност на работа. Предвиден е контрол на температурата в две точки в зависимост от режима на работа на уреда. Средствата за автоматизация са разположени в отделен запечатан блок и не зависят от сложна система за контрол и управление на резервоара.
Фиг. 3.48. Адсорбционна система ULF: 1 — резервоар с бензин; 2—дихателен клапан; 3—газопровод; 4 - адсорбер; 5 - регулатор на налягането тип "към себе си"; 6 - хладилник; 7—колектор за кондензат; 8 - кондензна помпа
Размерите на адсорбера зависят от обема на резервоара за HP. При точен обем на впръскване 190 m 3 те са: диаметър - 1,2 m, височина - 2,4 м. Масата на адсорбера е 907 kg, линейният дебит през дюзата при пълнене на резервоара е 0,35 m/min, а при изпразване 0,17.
Въпреки това, поради ниската производителности необходимостта от допълнителни разходи за десорбция, адсорбционните системи за улавяне на пари от петролни продукти не са широко използвани в практиката.
За извличане на бензинови пари от смес, изместена в атмосферата при пълнене на резервоари, специалистите от VNIIUS [120] също предложиха сорбционен метод с използване на порести полимери като адсорбент. Сорбционната пречиствателна станция е предназначена за улавяне на въглеводороди при дебит на паровъздушна смес от 1350 m 3 /h. Приблизителните характеристики на сорбционната колона са както следва:
| Диаметър, m | Височина, m | Маса на сорбента, t | Продължителност на процеса, h |
Десорбцията на абсорбираните въглеводороди се извършва с пара при налягане 0,3 MPa. Парите от бензин и вода при температура най-малко 105 ° C се отстраняват от адсорбера към хладилника, където основната част от водните пари се кондензира. След отделяне на капковата влага в сепаратора, парната фаза отново се кондензира в охладителя и се отделя отново. Рекуперираният бензин се изпомпва от помпа в резервоар или резервоар с търговски бензин.
Адсорбционната система ULF, разработена от Hightron Corporation (САЩ), се отличава с оригинален начин за регистриране на адсорбента. Адсорберът, изключен след насищане на адсорбента, се подлага на вакуумиране с помощта на вакуумна помпа. Дестилираната по този начин смес от газообразни въглеводороди се подава в адсорбера, където се напоява с бензин, взет от резервоара. Компанията твърди, че по този начин се осигурява степен на улавяне на бензинови пари, равна на 90,98%, или около 2 литра нефтен продукт от 1m 3 PVA.
Заедно сULF абсорбционните системи също са широко разпространени. Тяхната принципна диаграма е показана на фиг. 3.49. Той включва резервоар с бензин 1, снабден с обезвъздушителен клапан 2, който е свързан с абсорбера 4 с помощта на газопровод 3. Когато налягането в GP на резервоара се увеличи, паровъздушната смес навлиза в долната част на абсорбера и се движи нагоре през каналите, образувани в него от специални дюзи (Rishig пръстени и др.). Към PVA, отгоре надолу, се движи абсорбент - нисколетлив абсорбер (керосин, дизелово гориво и др.). За да направите това, абсорбентът от контейнера 5 се поема от помпата 6 и се напръсква през дюзите 7. На повърхността на дюзите се образува тънък абсорбиращ филм, който абсорбира въглеводороди от PVA. Противоналягането се поддържа в абсорбера с помощта на регулатор на налягането 8 от типа "към себе си". Отработеният (наситен) абсорбент периодично се изхвърля в контейнер 9 и се подлага на регенерация (не е показано на фигурата).
Фиг. 3.49. Абсорбционна система ULF: 1 —резервоар с бензин; 2—дихателен клапан; 3— газопровод; 4—абсорбатор; 5—капацитет за абсорбент; 6—помпа; 7—инжектори; 8 - регулатор на налягането тип "към себе си"; 9—капацитет за отработен (наситен) абсорбент; 10 - сензор за налягане
Дихателен клапан 2 по-нататък играе ролята на предпазен клапан. Степента на селекция на въглеводороди от абсорбента от PVA (степента на улавяне) зависи от съотношението на скоростите на потока течност-газ, както и от линейната скорост на фазите. При благоприятни условия е около 60%.
В същото време, така че помпата 6 да не работи непрекъснато, ULF абсорбционната система е оборудвана със сензор 10, който дава сигнал за включване на помпата при свръхналягане в HP от около 1000 Pa и впоследствие я изключва. Системата е доста сложна и енергоемка.абсорбираща регенерация. Всичко това води до увеличаване на цената на разглежданата система.