Установка для очистки газа

 

Изобретение относится к установкам для очистки газа и может быть использовано в газовой промышленности для очистки. Природный газ с примесями H₂S и CO₂ поступает в сепаратор 1, где отделяется жидкость, и направляется в абсорбер 2, где очищается от H₂S и CO₂ водными растворами моноэтаноламина /или диэтаноламина/. Очищенный газ направляется потребителю. Из насыщенного раствора амина удаляются газы в выветривателе 3, после чего через рекуперативный теплообменник 4 он подается в десорбер 5, где происходит регенерация амина за счет его нагрева в испарителе 10. Регенерированный раствор амина из десорбера 5 поступает в буферную емкость 6, рекуперативный теплообменник 4, воздушный холодильник 9, водяной теплообменник 8, насос 7 и жидкостно-газовый струйный аппарат /ЖГСА/ 15. Также в ЖГСА поступают низкопотенциальный газ из выветривателя 3, образовавшаяся двухфазная смесь идет в абсорбер 2. Кислые газы и пары воды из десорбера 5 через воздушный теплообменник 14 и водяной холодильник 13 поступают в емкость 12, откуда кислые газы отводятся на печь Клауса, а жидкость насосом 11 подается в десорбер 5. 1 ил.

Изобретение относится к установкам для очистки газа и может быть использовано в газовой промышленности для очистки природного газа от кислых компонентов.

Известна установка для очистки газа, содержащая абсорбер, холодильник, теплообменник, десорбер, сепаратор, конденсатор и печь подогрева. Перекачка жидкости осуществляется посредством насоса, а для контроля за расходами в установке предусмотрены регуляторы уровня и расхода и индикатор расхода (1).

Недостаток известной установки заключается в низкой производительности.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемой установке является установка для очистки газа, содержащая магистраль природного газа с установленным в ней сепаратором и абсорбером, связанным с последним; cвязанную с выходом из абсорбера магистраль очищенного газа; магистраль насыщенного амина, выходящую из адсорбера и входящую в десорбер и включающую последовательно установленные в ней выветриватель, рекуперативный теплообменник; магистраль регенерированного амина, связывающую десорбер и абсорбер и включающую установленные в ней буферную емкость, рекуперативный, воздушный и водяной теплообменники; магистраль кислых газов и паров воды, связывающую десорбер с емкостью и проходящую через воздушный и водяной теплообменники (2).

Недостаток известной установки заключается в низкой производительности и сжигании значительного количества газа в факеле, что наносит ущерб окружающей среде.

Целью изобретения является повышение производительности и уменьшение загрязнения окружающей среды.

Поставленная цель достигается тем, что установка для очистки газа, содержащая магистраль природного газа с установленным в ней сепаратором и абсорбером, связанным с последним; связанную с выходом из абсорбера магистраль очищенного газа; магистраль насыщенного амина, выходящую из абсорбера и входящую в десорбер и включающую последовательно установленный в ней выветриватель, рекуперативный теплообменник; магистраль регенерированного амина, связывающую десорбер и абсорбер и включающую установленные в ней буферную емкость, рекуперативный, воздушный и водяной теплообменники; магистраль кислых газов и паров воды, связывающую десорбер с емкостью и проходящую через воздушный и водяной теплообменники, снабжена жидкостно-газовым струйным аппаратом (ЖГСА), установленным на магистрали регенерированного амина между насосом и абсорбером.

Сравнительный анализ предложенного технического решения с прототипом выявил в первом наличие нового признака, заключающегося в введении в устройство жидкостно-газового струйного аппарата.

Это дает право сделать вывод о том, что заявленная установка способствует критерию "новизна".

Введение жидкостно-газового струйного аппарата позволяет повысить давление газа из выветривателя за счет энергии потока регенерированного амина и подать его в абсорбер (предотвратив сжигание на факеле), что повышает производительность установки и обеспечивает уменьшение загрязнения окружающей среды.

Анализ аналогичных технических решений не выявил заявляемой совокупности существенных отличий, поэтому можно сделать вывод, что предлагаемое техническое решение соответствует критерию "существенные отличия".

На чертеже изображена установка для очистки газа.

Она содержит магистраль природного газа с установленными в ней сепаратором 1 и абсорбером 2. Из абсорбера 2 выходит магистраль очищенного газа и магистраль насыщенного амина, которая проходит через выветриватель 3 и рекуперативный теплообменник 4 и заканчивается в десорбере 5. Из десорбера 5 выходят магистраль регенерированного амина и магистраль кислых газов и паров воды. Магистраль регенерированного амина, пройдя через буферную емкость 6, рекуперативный 4, воздушный 9 и водяной 8 теплообменники, насос 7 и жидкостно-газовый струйный аппарат 15, попадает в абсорбер 2. Магистраль кислых газов и паров воды проходит через воздушный 14 и водяной 13 теплообменники и завершается в емкости 12. Из последней кислые газы удаляются на установку Клауса (на чертеже не показана), а жидкость через насос 11 поступает в десорбер 5. Испаритель 10 соединен с десорбером 5.

Природный газ с примесями H₂S и CO₂ направляется во входной сепаратор 1, где отделяется капельная жидкость и с давлением около 5,8 МПа поступает под нижнюю тарелку в абсорбер 2 (на чертеже не показана), где очищается от H₂S и CO₂ водными растворами моноэтаноламина (или диэтаноламина). Очищенный газ с верха колонны (на чертеже не показано) направляется потребителю. Из насыщенного раствора амина удаляются растворимые газы в выветривателе 3 (при давлении 0,6-2 МПа). Насыщенный раствор из выветривателя 3 через рекуперативный теплообменник 4 подается в десорбер 5, где происходит регенерация амина за счет повышения его температуры. Нагрев происходит в испарителе 10 за счет подачи туда пара. Регенерированный раствор амина из десорбера 5 поступает в буферную емкость 6, из которой через рекуперативный теплообменник 4, воздушный холодильник 9, водяной теплообменник 8 насосом 7 подается в ЖГСА 15, где служит активной (рабочей) средой. Пассивной (сжимаемой) средой служат газы из выветривателя 3. В результате передачи энергии от жидкости к газу при смешении компонентов на выходе из ЖГСА образуется двухфазная смесь с давлением более 5,8 МПа, которая подается в абсорбер 2.

Кислые газы вместе с парами воды с верха десорбера 5 через воздушный теплообменник 14 и водяной холодильник 13 поступают в емкость 12, откуда кислые газы поступают на печь Клауса для получения серы (на чертеже не показан), а жидкость насосом 11 подается на верх десорбера 5.

Расчет основывающийся на уравнениях эжекции, записанных в виде: V_срж2= ; = (N-V_срж2D); ; где ×; ; q= - + × T(1+KC)K_тʹж2C_ж+K(1-C)C+2(1+KC) + +g(1+K)(h₂-h₁)-(i_жо+Ki_го); N = n_ж1 + Кn_г1 + n_δ + n _{β 1} + n_Θ - n_τ; D = (1 + KC)П_ж2 + К(1 - С)m_vП_г2; R= ; n_ж1= П_ж1V_срж1+ ; n_г1= П_г1V_срг1+ ;
n_δ= ;
n_β1= ;
n_τ= ;
n_Θ= g cosΘ₁ показывает, что на газоконденсатном месторождении "Шуртан", предлагаемая установка позволит предотвратить сжигание 3,5 ˙ 10⁶ Нм³/год природного газа (с давлением P = 0,7 МПа) и подать его потребителю. (56) Гвоздев В. А. , Грищенко А. И. и др. "Эксплуатация газовых и газоконденсатных месторождений" справ. пособие - М. , Недра, 1988, с. 244.

Грищенко А. И. , Зиновьева Л. М. и др. "Очистка газов от сернистых соединений при эксплуатации газовых месторождений", М. , Недра, 1985, с. 106.

Формула изобретения

УСТАНОВКА ДЛЯ ОЧИСТКИ ГАЗА, включающая магистраль природного газа с установленным в ней абсорбером, магистраль очищенного газа, выходящую из абсорбера, магистраль насыщенной жидкости, выходящую из абсорбера и входящую в десорбер и включающую установленные в ней выветриватель и теплообменник, магистраль регенерированной жидкости, связывающую десорбер и абсорбер и включающую установленные в ней теплообменники и насос, отличающаяся тем, что она снабжена жидкостно-газовым струйным аппаратом и магистралью подвода низкопотенциального газа, причем вход по жидкости жидкостно-газового струйного аппарата подключен к выходу насоса, вход по газу соединен с магистралью подвода низкопотенциального газа, а выход соединен с абсорбером.

РИСУНКИ

Рисунок 1