Осушка газа методом абсорбции
Дипломная работа - Химия
Другие дипломы по предмету Химия
паратор 2 и далее поступает в десорбер 6 для извлечения влаги. Низ десорбера соединен с кипятильником 11 где раствор нагревается за iет тепла водяного пара или огневого подогрева.
Выделение влаги может осуществляться под вакуумом или при атмосферном давлении. При работе под вакуумом (53,3- 79,9 кПа) водяные пары и растворенный в гликоле газ поступают в конденсатор-холодильник 7. Водяной пар конденсируется и образовавшаяся вода (конденсат) собирается в емкость 8, откуда он частично подается наверх десорбера как орошение, а избыток конденсата отводится. Несконденсировавшиеся газы откачиваются водокольцевым вакуум-насосом 10 в атмосферу или на факел. Для обеспечения отвода регенерированного раствора гликоля из десорбера и водяного конденсата, а также для создания подпора на насос орошения десорбер устанавливается на 12-13 м выше нулевой отметки. Часто для откачивания раствора из десорбера устанавливают специальный насос, в этом случае высота поднятия десорбера может быть снижена.
При работе при атмосферном давлении вакуум-насос отсутствует.
Рис. 1.8. Схема установки осушки в барботажных абсорберах:
- абсорбер; 2 - сепараторы; 3 - теплообменники; 4 - промежуточная емкость, 5 - насосы; 6 - десорбер, 7- конденсатор-холодильник; 8 - емкость орошения; 9 - насос орошения; 10 - вакуум-насос; 11- кипятильник.
3. Раiетный раздел
Исходные данные.
Расiитать абсорбер для осушки углеводородной газовой смеси диэтеленгликолем при следующих исходных данных: количество газовой смеси при нормальных условиях Vc=2000000 м3/ч; состав смеси: СН4 С2Н6 С3Н8 С4Н10 Н2S CO2; давление в аппарате ?=1,47 МПа, точка росы осушаемой газовой смеси tp=-10C, содержание диэтелен гликоля в свежем растворе х1=0.98 масс. долей. Принципиальная технологическая схема установки осушки газа диэтеленгликилем в приложении 1.
Раiет.
. "агосодержание газа. В случае насыщения газа водяным паром влагосодержание определяется в зависимости от температуры и давления в системе. Температура контакта влажного газа (или температура при которой следует подавать газовую смесь в аппарат) определяется в зависимости от содержания диэтеленгликоля х1=0.98 масс. долей. Мы имеем что tc=27 C.
Точка росы влажного газа до контакта с диэтеленгликолем:
tp = tp + ?t = - 10 + 16 = 6 C
где ?t=16 C понижение точки росы, определяемое в зависимости от температуры контакта.
Начальное влагосодержание углеводородного газа при tc=27 C и давлении ?=1,47 МПа равно Сн = 250*10-5 кг/ м3 , конечное - при температуре tp=-10C и давлении ?=1,47 МПа равно Ск=23*10-5 кг/ м3
Температура диэтеленгликоля при вводе в аппарат принимается равной Tгл=27 C
. Количество раствора диэтеленгликоля. Количество свежего раствора (кг/ч) подаваемого в поглотительную абсорбционную колонну, расiитывается по формуле:
Gгл = Gвл.п. х2 / х1 - х2
Где Gвл.п. количество поглощаемой влаги, кг/ч; х1 и х2 - кончентрация ДЭГ в свежем и насыщенном растворе, масс. Доли.
Количество поглощаемой влаги расiитывается по формуле:
Gвл.п .= (Сн - Ск) V
Где V - объемное количество углеводородного сырья м3/ч
Объемное количество углеводородного сырья находим по формуле:
V = 22.4G(tc+273)0.1 * 106 z / Мг 273 ?
Где G=2056222 кг/ч - количество газа, z - коэффициент сжимаемой газовой жидкости .
Для смеси газов коэффициент сжимаемости определяется в зависимости от приведенных температур и давлении:
tпр = Т / Тпс. кр .= 300 / 235.1 = 1.28
?пр = ? / ?пс. кр .= 1.47 / 4.54 = 0.32
Следовательно:
z = 0.95
Тогда
V = 22.4 * 2056222(27+273)0.1 * 106 * 0.95 / 23 * 273 * 1.47 * 106 = 142218 м3/ч
Gвл.п .= (250-23)10-5 * 142218 = 322.8 кг/ч
Концентрация гликоля в насыщенном растворе принимается равной х2=0.97;
Количество свежего раствора равно:
Gгл = 322.8 * 0.97 / 0.01 = 31311.6 кг/ч
Объемное количество свежего раствора равно:
Vгл = Gгл / ?=31311.6 / 1150 = 27.2 м3/ч
Где ? - плотность раствора гликоля при tc=27 C
. Материальный баланс аппарата
Уравнения материального баланса абсорбера:
Gy + Gгл = G0 + Qгл.н
Его левая часть отвечает вводимым в аппарат материальным потоком (кг/ч):
Gy - с увлажненным газовым сырьем; Gгл - с раствором гликоля; правая - выводимыми из аппарата материальными потокам (кг/ч): G0 - осушенным газовым сырьем; Qгл.н - с насыщенным раствором гликоля.
Количество увлажненного газового сырья равно:
Gу = G + GнV = 2056222 + 250 * 10-5 * 142218 = 2056578 кг/ч
Количество осушенного газового сырья составит:
G0 = Gу - Gвл.п - Gр.у
Gр.у - количество углеводородных компонентов, растворимых в ДЭГ, кг/ч
Количество углеводородных компонентов, поглощаемых ДЭГ в результате растворения равно:
Gр.у = Vр.у * ?р.у * Vгл
Vр.у - растворимость углеводородных газов в ДЭГ м3/м3; ?р.у - плотность растворяемой газовой смеси кг/м3
Растворимость углеводородных газов в ДЭГ при давлении ?=1,47 МПа и принятой средней температурой в аппарате t=33 C:
Vр.у = 2.5 м3/м3
Плотность растворяемой газовой смеси, или плотность сырья равна:
?р.у = Мг 273 ? / 22.4(t+273)0.1z = 23 * 1.47 273 / 22.4(33+273)0.1 * 0.95 = 14.2
Gр.у = 2.5 * 14.2 * 27.2 = 956.6 кг/ч
Равновесные потери гликоля при его испарении и уносе из колонны с выводимым осушенным газом зависит от температуры контакта tc=27 C; и давлении в аппарате ?=1,47 МПа; они равны ?g = 5.8 * 10-3 кг/(м3 * 103)
gгл = ?g * V / 1000 = 5.8 * 10-3 * 142218 / 1000 = 0.824 кг/ч
Количество осушенного газа равно:
G0 = Gу - Gвл.п - Gр.у + gгл = 2056578 - 322.8 - 956.6 + 0.824 = 2055299.424 кг/ч
Кол