Технологични схеми на абсорбционни инсталации - Студиопедия
Двуколонна абсорбционна инсталация. Схемите на първите абсорбционни инсталации включват две колони - абсорбатор и десорбер, както и множество рекуперативни топлообменници.
В абсорбера целевите компоненти се извличат от газа при обикновени температури. Наситеният абсорбент влиза във втората колона за десорбция на абсорбираните въглеводороди.
Трябва да се отбележи, че такава схема може да се използва, когато абсорбентът има висока селективност и задачата на процеса е да извлече един компонент или една целева фракция от сместа.Абсорбционните инсталации с такава схема се използват за извличане на киселинни компоненти от газ и за изсушаване на газ.При преработката на природни и нефтени газове такива схеми не са ефективни, тъй като не осигуряват кондиционирани продукти, годни за продажба.
Понастоящем в промишлеността се използват следните технологични схеми на абсорбционни инсталации:
- абсорбция с частично отделяне на леки въглеводороди; абсорбция с рециркулация на некондензирани газове; двустепенна абсорбция;
-абсорбция с предварително насищане на бедния абсорбент.Абсорбция с частично отделяне на леки въглеводороди. Абсорбер, работещ с долно нагряване за частично отстраняване на метан (понякога етан), на практика се нарича абсорбционен стрипер (AOS).
Чрез поддържане на постоянно налягане в абсорбера, повишаването на температурата на наситения абсорбент води до образуването на газов поток, състоящ се главно от метан и етан. В този случай се получава частична десорбция на пропан и по-тежки въглеводороди, които трябва да бъдат уловени с абсорбент. За да направите това, бедният абсорбент се подава към горната част на колоната и горната част на колоната работи в режимабсорбция, а долната е оголване.
В момента технологичните схеми на почти всички абсорбционни инсталации включват абсорбционни и стрипинг колони. Чрез избор на подходящ режим на АОК е практически възможно да се осигури пълна деметанизация, а при необходимост и деетанизация на абсорбента.
Отделянето на метан и етан от наситен абсорбент при високо налягане прави възможно донякъде да се намали консумацията на енергия за компресиране на тези газове.
Извличането на широка фракция леки въглеводороди (NGL) от стабилизационните газове на USC на първия етап на Оренбургския GPP се извършва в абсорбционна инсталация, работеща по схема на потока (фиг. 17), където абсорберът работи в режим AOC.
Устройството използва стабилен кондензат като абсорбент. Прогнозният капацитет на инсталацията за суров газ е 11,4 хил. m 3 /h. Степента на възстановяване на пропана по проекта се приема на 90%.
Стабилизационният газ постъпва в инсталацията при налягане до 0,6 MPa и температура до 50 °C. Устройството осигурява разделяне на газовия поток. Част от потока влиза в блока за предварителна абсорбция, където в потока се подава беден абсорбент, стабилен кондензат. Сместа от газ и абсорбент преминава през въздушния охладител A01, охлажда се и навлиза в 11-та тава на колоната за абсорбция и десорбция C01.
За да се намали натоварването в средната част на колоната, част от газа се подава към дъното на колоната.
Фиг. 17. Технологична схема на абсорбционна инсталация с проточна верига:
В01А, В01Б, В02 — сепаратори-сепаратори; A01, A02, AOD, A04
— въздушни охладители; T-1005, E04 - водни охладители; E01, EOS - изпарители; E02 - рекуперативен топлообменник; C01 - абсорбционно-отстраняваща колона; C02 - дебутанизатор; P01, P02, ROZ -помпи;' / - захранващ газ; // - стабилен кондензат (абсорбент); /// - отстранен газ; IV - абсорбент; V - наситен абсорбент; VI - НГЛ
Стабилният кондензат, използван като абсорбент, влиза във фазовия сепаратор VOB1, за да се отдели от следите от капеща вода и разделената вода се изхвърля в канализацията. При необходимост абсорбентът от V01B се подава от помпата ROZ за подаване към потока от регенериран абсорбент на изхода на въздушни охладители A02.
Дебитът на абсорбента, подаван към блока за предварителна сорбция, е 180-200 m 3 /h. Приблизително същото количество абсорбент се подава към горната част на абсорбера като спрей. За напояване абсорбиращите потоци преминават отделно през водни охладители T-1005 и E04.
C01 колона работи в режим на деетаназия при температура от 93 °C в долната част и 60 °C в горната част и налягане от 0,5 MPa.
Капкоотделителите се монтират след горната плоча на колоната. Топлината се доставя през изпарителя E01. Топлоносителят в изпарителя е беден абсорбент от дъното на CO2 колоната. Деетанизираният абсорбент от дъното на колоната C01 влиза в помпата P01. По-голямата част от потока преминава през топлообменника E02, където се нагрява от обратния поток на обеднен абсорбент и навлиза в 11-та плоча на CO2 десорбера. Другата част от абсорбента, студеният поток, се подава към 21-та плоча на колоната, което позволява да се намали натоварването на въздушния охладител AOP. Режим на колона C02: налягане 1,4 MPa, горна температура - не повече от 130, дъно - не повече от 221, литий - не повече от 160 ° C.
Налягането на десорбера е избрано така, че NGL да може да се втечни при температурата, достигната чрез въздушно охлаждане. Парите от горната част на десорбера се охлаждат до 70°C във въздушен охладител AOZ. Получената смес пара-течноствлиза в резервоара за напояване B02. Течната фаза от B02 се изпомпва от помпа P02 към горната част на колоната като обратен хладник. Паровата фаза навлиза във въздушния охладител A04, където кондензира и под формата на NGL навлиза в склада.
Дънният продукт на колоната C02 влиза гравитационно в два EOS изпарителя, където водна пара с налягане 4,0 MPa и температура 250 ° C служи като топлоносител.
Топлината на регенерирания абсорбент, отстранен от десорбера, се използва за загряване на наситения абсорбент в рекуперативния топлообменник E02 и за поддържане на температурата в долната част на колоната CO1.
Една от отличителните черти на описаната схема е, че обновяването на абсорбента в нея става почти непрекъснато. Част от циркулиращия абсорбент непрекъснато се отстранява от системата и вместо това се подава стабилен кондензат от резервоара V01B. Такава система за обновяване на абсорбера елиминира натрупването на тежки въглеводородни фракции, катрани и механични примеси в циркулиращия абсорбент.
Абсорбционна система с рециркулация на десорбционните газове. Както бе споменато по-горе, когато абсорбционната инсталация работи при средно и високо налягане, заедно с пропан и висши въглеводороди, абсорбентът също абсорбира значително количество метан и етан. Това усложнява схемата на десорбция. Поради високото налягане на наситените пари на продуктите от горната част на колоната (фиг. 18), тяхната кондензация е трудна, тъй като са необходими ниски температури. В резервоар за напояване E-1 продуктите са в две фази. Течната фракция се състои главно от смес от целеви компоненти, тя се изпраща в блока за фракциониране на газ. Газовата фракция се състои от почти всички компоненти на изходния газ. Изолирането на целевите компоненти от тази смес е един от начините за подобряване на ефективносттаабсорбционна инсталация. За тази цел остатъчният газ от резервоар E-1 може да бъде рециклиран в отделна колона или този поток може да бъде рециклиран в главния абсорбер K-1. Икономическата целесъобразност на прилагането на една или друга схема се определя от специфичните условия на производство, преди всичко състава и количеството на газовите потоци и технологичното налягане.
В редица газопреработвателни инсталации са използвани схеми с рециркулация на остатъчни газове, подобни на тези, показани на фиг. 18 Трудно е да се определят оптималните работни условия за тази инсталация. От една страна, желателно е да се извърши деметанизация на наситения абсорбент под високо налягане, за да се намали натоварването върху компресията на остатъчния газ, от друга страна, увеличаването на налягането увеличава консумацията на метал в колоната и консумацията на топлина за регенерация на абсорбента.
Фиг. 18 Технологична схема на абсорбционна инсталация с рециркулация на десорбционните газове:
К-1 - абсорбатор; К-2 - абсорбционно-отстраняваща колона; К-3 - десорбер; Е-1 - поливна вместимост; I-1, I-2 - изпарители; X-1 - хладилник; DK - бустер компресор; H-1 - помпа
Двустепенна абсорбция. При използването на NTA процеса възникват редица проблеми, по-специално, когато се използва абсорбент на светлина, увличането на абсорбента с газа се увеличава както поради разтварянето му в газа, така и поради увличането под формата на фини капчици. За да се намалят загубите на абсорбера със сух газ, се използват двустепенни схеми на абсорбция; лек абсорбент се подава в I етап, а относително тежък - във II етап на абсорбция.
Използват се и многостъпални абсорбционни схеми с различни температури и налягания на отделните етапи.
Като пример, разгледайте схемата на абсорбционната единица на GPP на Азербайджан (фиг. 19).
ОсновниАпаратът на инсталацията е абсорбатор К-1, който има 25 двуслойни набраздени пластини. Абсорберът работи при 3,5-4 MPa и 25-35°C. Газът от горната част на абсорбера през сепаратора се подава в газопровода. Наситеният абсорбент през рекуперативния топлообменник Т-1 постъпва в дегазатора V-1, където се изпарява еднократно при 185°С и 2 МРа. От горната част на дегазатора газът навлиза в абсорбера К-2, където тежките въглеводороди се абсорбират от него.
Наситеният абсорбент от дъното на абсорбера К-2 през рекуперативния топлообменник Т-2 постъпва в дегазатора. Б-2, там влиза и течността от дъното на апарата Б-1. Парите от тежки въглеводороди, освободени при 1,2 MPa и 155 °C, влизат в десорбера K-3, под 5-та плоча, а течността се подава към плочите, разположени отгоре.
Отделените в колона К-3 газове за улавяне на пропан и бутани от тях постъпват в абсорбера К-4. Сух газ под ниско налягане от горната част на абсорбера се подава към потребителите.
Долният продукт на колона K-3 при 240 °C влиза в десорбера K-5, където при 0,66 MPa, температурата на дъното е 250-260 °C, а на върха е 85-90 °C, наситеният абсорбент е напълно регенериран. Десорбер К-5 е с 30 плочи. Горният продукт на десорбера се охлажда в хладилници, кондензира се и се събира в рефлексен резервоар, от който част се подава за напояване, а излишъкът се изпомпва в стоковия парк.
Донният продукт на колоната - регенерираният абсорбент преминава през рекуперативни топлообменници и воден охладител и постъпва в буферния резервоар, а от там се поема от помпата и се подава към абсорберите.
Устройството постига степен на извличане на пропан до 40%, бутани 75-80 и C5 + около 90-95%.
Ориз. 19 Принципна схема на абсорбционния блок на GPP на Азербайджан:
К-1, К-2, К-4 -абсорбери; К-3 - абсорбционно-отстраняваща колона; К-5 - десорбер; V-1, V-2 - дегазатори; С-1, С-2, С-3 - сепаратори; Х-1, Х-2, Х-3 - хладилници; Т-1, Т-2 - рекуперативни топлообменници; П-1, П-2 - фурни; Е-1-сборен контейнер; K-2 - резервоар за напояване; H-1 - помпа; I - захранващ газ; II, IV, V-сух газ съответно с високо, средно, ниско налягане; III - регенериран абсорбент; VI-нестабилен бензин.
Абсорбция с предварително насищане на беден абсорбент. Анализът на разпределението на температурата по височината на абсорбентите при различни инсталации показа, че интензивността на нагряване на абсорбента е по-голяма в горната и долната част на апарата, тъй като основното количество метан и етан се абсорбира в горната част на колоната, а бутаните и пентаните се разтварят в долните плочи. Поради това е препоръчително да се отстрани максималното количество топлина от процеса на разтваряне в междинни охладители, монтирани в горната и долната част на абсорбера. Схемите с междинни охладители обаче имат редица недостатъци: наличието на глухи пластини в абсорбера, трудността при избора на точното място за въвеждане на охладения абсорбент и ниските коефициенти на топлопреминаване.
За да се премахнат тези недостатъци, е възможно да се използват схеми с предварително доливане на суров газ и насищане на бедния абсорбент. Предварителното насищане на бедния абсорбент със сух газ, напускащ абсорбера, позволява увеличаване на дълбочината на извличане на целевите компоненти от газа в абсорбера, тъй като при такава схема контактът на суров газ и наситен абсорбент се осъществява в охладителя на суровия газ при по-ниска температура, отколкото в абсорбера. В този охладител едновременно се кондензират някои от тежките въглеводороди, което води до намаляване на топлината на абсорбция в абсорбера.
Благодарение на предварителниянасищане на абсорбента с метан, в самия абсорбер от газа се извличат главно целеви въглеводороди.
Не намерихте това, което търсихте? Използвайте търсачката: