Осушка газа методом абсорбции
Дипломная работа - Химия
Другие дипломы по предмету Химия
ичество насыщенного раствора гликоля равно:
Gгл.н = Gгл + Gвл.п + Gр.у - gгл = 31311.6 + 322.8 + 956.6 - 0.824 = 32590.176 кг/ч
Таблица 1. Материальный баланс осушки газа.
Поток поступающий в аппаратКоличество кг/ч Поток выводимый из аппаратаКоличество кг/чУвлажненная парогазовая смесь Gу2056578Осушенная газовая смесь G02055299.424Свежий раствор гликоля Gгл31311.6Насыщенный раствор гликоля Gгл.н32590.176?2087889.6?2087889.6
Содержание ДЭГ в насыщенном растворе составляет:
х2р = х1 * Gгл / Gгл.н = 0.98 * 31311.6 / 32590.176 = 0.94
Раiеты показываю что увеличение х2 приведет к заметному росту количества ДЭГ и, как следствие, к увеличению энергозатрат на его перекачку и регенерацию. Поэтому расхождение числовых значений х2=0.97 и х2р=0.94, равное 3% следует iитать допустимым и переiетов не делать.
.Тепловой баланс аппарата. В расiитываемом абсорбере осушка газа должна протекать при изотермических условиях, что практически не значительно повлияет на температуру ДЭГ.
Уравнение теплового баланса абсорбера имеет вид:
QGy + QGгл + Qk + Qp = QGo + QGгл.н
Его левая часть отвечает приходу тепла (кВт); QGy - с газовым сырьем; QGгл - со свежим раствором ДЭГ; Qk - от выделения тепла при конденсации водяного пара и растворении конденсата в гликоле; правая - расходу тепла (кВт): QGo - с осушенным газом; QGгл.н - с еасыщенным раствором гликоля.
Количество тепла вносимое в аппарат влажным газовым сырьем равно:
QGy = Gycptc
Где cp - теплоемкость газового сырья
ср = ср0 - ?ср
ср0 - изобарная теплоемкость газовой смеси в раiете на идеальный газ; ?ср - поправка на давление.
?ср = R(?cp0 - ??cp') / M
?ср = 8.315[-0.25 + 0.0458(-0.29)] / 23 = - 0.1
Тогда:
ср = 1.98-(-0.1) = 2.08
QGy = 2056578 * 2.08 * 27 = 102664373.76
Количество тепла которое вносится в аппарат с раствором ДЭГ составляет:
QGгл = Gглсглtгл
сгл = 2.38 кДж/(кг* C) при tгл=27 C; следовательно:
QGгл = 31311.6 * 2.38 * 27 = 2012083.416
Количество тепла которое выделяется при конденсации водяного пара и растворении конденсата и ДЭГ равно:
Qк = Q' + Q''
Q' - количество тепла выделяемое при конденсации водяного пара; Q'' - количество тепла выделяемого при растворении конденсата.
rH2O = 2424 кДж/кг теплота конденсации водяного пара при tc=27 C
Q' = Gвл.п * rH2O = 322.8 * 2424 = 782467.2
Q'' = Gвл.пrp = 322.8 * 135.2 = 43642.56
rp = 135.2 - теплота растворения воды в ДЭГ
Qк = 782467.2 - 43642.56 = 738824.64 кВт
Qp= 10011205.324
Количество тепла которое выводится из аппарата осушенным газом:
QGo = Gocpto = 2055299.424 * 2.08 * 27 = 115425591.84
Температура насыщенного абсорбента, выводимого из аппарата:
tн = 3600 QGгл.н / Gгл.нсn = 3600 * 895.3 / 32590.176 * 2.3 = 43 C
Тогда средняя температура в абсорбере будет равна:
t' = tc + tн / 2 = 27 + 43 / 2 = 35 C
Расхождение с принятым в условиях разделения средним значением температуры в аппарате t = 33 C составляет приемлемую величину 5.7%
Таблица. 2 Тепловой баланс абсорбера
Наименование теплового потокаТемпература CКоличество тепла кВтПриход-Газовое сырье QGy27102664373.76Свежий раствор QGгл272012083.416Тепло конденсации и растворения воды Qk-738824.64Тепло растворения углеводородов Qp-10011205.324?-115426487,14Расход-Осушенный газ QGo27115425591.84Насыщенный раствор QGгл.н43895.3?-115426487,14
. число теоретических тарелок:
Nt = 5
. Число рабочих тарелок:
Np = 20
. Диаметр аппарата:
G`гл.н = Gгл.н / 3600 = 9.05 кг/с
DА = 10.42 м.
. Высота аппарата:
Рабочая высота аппарата равна:
Нр = 16.5 м.
Диаметры штуцеров расiитываются по формулам гидравлики.
. Охрана окружающей среды на установках осушки углеводородных газов.
В связи с необходимостью охраны окружающей среды и рационального использования природных ресурсов ряд процессов, в том числе и осушка углеводородных газов, ранее iитавшихся безвредными, оказались источниками вредных выбросов, загрязняющих атмосферу и сточные воды. В процессе осушки газа на нефтегазоперерабатывающих заводах, газовых промыслах и подземных хранилищах из газа извлекаются влага; тяжелые углеводороды, сероводород, метанол, меркаптан и другие вещества, которые после десорбций поступают в атмосферу, загрязняя окружающую среду. Состав газов, выделяющихся, например, из емкостей орошений .установок осушки, приведен ниже:
Содержание№1№2№3Метан %(масс.)56.49.07.8Этан %(масс.)26.21.51.2Пропан+выше %(масс.)11.11.00.8Сероводород мг/м325.084.1*0.3*Меркаптаны мг/м3426.7--Диоксид углерода мг/м3 -4.489.9Метанол мг/м30.72--Общее кол-во газов м3 /сут1500**36703300* В % (масс ).
** При подаче в испаритель >3000 м3/сут отдувочного газа.
Безусловно, выброс таких газов с установок осушки отравляет атмосферу не только на территорий самой установки, но и окружающую среду. В тех-случаях, когда утилизация относительно небольших количеств дурно пахнущих газов не целесообразна, их можно сжигать на специальном факеле или смешивать с топливным газом, поступающим на собственные НУЖДЫ установки.
Ущерб от выбросов токсичных веществ в атмосферу распределяется следующим образом:
ухудшение здоровья населения (здравоохранение) - оплата пособий по временной нетрудоспособности, затраты на лечение, недопроизводство национального дохода;
Жилищно-коммунальное хозяйство-затраты на ремонт зданий в связи с коррозией крыш и прочих металлических предметов, затраты на бытовое обслуживание, гибель зеленых насаждений;
Промышленность и транспорт - интенсивный износ основных фондов, потери ценного сырья с выбросами, повышенная текучес?/p>