Способ регенерации абсорбента

Изобретение относится к способам регенерации углеводородных абсорбентов, например поглотителей влаги - гликолей, которые используются для извлечения водяных паров в установках осушки природных и нефтяных газов при подготовке их к транспорту. Способ включает вывод из абсорбера насыщенного абсорбента, подачу его в десорбер, отбор раствора абсорбента снизу десорбера и подогрев его в печи под давлением, обеспечивающим его жидкофазное состояние, последующую подачу его в низ десорбера, причем нагретый в печи раствор подают на теплогенератор, в котором поток ускоряют, закручивают, а затем тормозят с выделением тепла в нижней части десорбера, при этом срабатывают давление раствора до давления в десорбере. Подачу нагретого потока из теплогенератора осуществляют непосредственно в кубовую часть десорбера над уровнем жидкости. Жидкостный поток нагретого абсорбента подают в кубовую часть десорбера, а газовый поток в его среднюю часть. Температуру низа десорбера поддерживают расходом абсорбента через термогенератор. Изобретение позволяет снизить энергозатраты на регенерацию, повысить концентрацию абсорбента и снизить количество рециркулирующего абсорбента для достижения требуемой температуры, 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к способам регенерации углеводородных абсорбентов, например поглотителей влаги - гликолей, которые используются для извлечения водяных паров в установках осушки природных и нефтяных газов при подготовке их к транспорту.

Известен способ регенерации насыщенного раствора поглотителя влаги, в котором испарение воды из насыщенного раствора производится в трубчатой печи (Авторское свидетельство СССР №1622362. МКИ: С 07 С 31/20, В 01 D 53/26. 1988).

Недостатками данного способа являются:

- термическое разложение гликоля за счет его перегрева;

- интенсивная коррозия оборудования в паровой зоне змеевика;

- наличие гидравлических ударов за счет образования паровых пробок;

- снижение концентрации регенерированного раствора из-за необходимости снижения температуры подогрева насыщенного раствора.

Недостатки по неэффективной работе указанного способа частично устранены в способе регенерации насыщенного раствора абсорбента (патент РФ №2023484, кл. В 01 D 53/26, G 05 D 27/00), в котором нагрев насыщенного раствора в печи производят в жидкофазном состоянии, т.е. при повышенном давлении. Давление раствора снижается до давления в системе регенерации на регуляторе давления, при этом снижается и температура раствора, которую частично восстанавливают (повышают) рециркуляцией дополнительного количества раствора абсорбента через печь. Такое техническое решение исключает образование паровых пробок в змеевике, исключает гидравлические удары, однако оно требует повышенных энергетических затрат и не обеспечивает высоких концентраций регенерированного раствора.

Известен способ регенерации насыщенного раствора абсорбента по патенту РФ №2157276, кл. 7 В 01 D 53/26 (прототип), в котором снижение температуры насыщенного абсорбента после регулятора давления частично восстанавливают (повышают) в испарителе. Этот способ также не обеспечивает высокой концентрации регенерированного абсорбента, так как не может восстановить температуру подачи нагретого абсорбента до температуры нагрева в печи из-за необходимости установки печи на значительном расстоянии от регенератора и наличия при этом значительных теплопотерь.

Указанный способ также требует значительных дополнительных энергозатрат на рециркуляцию раствора через печь и испаритель.

Кроме этого, указанный способ требует установки дополнительного оборудования, в частности испарителя.

Целью изобретения является снижение энергозатрат на регенерацию раствора, повышение концентрации раствора за счет повышения его температуры в кубовой части десорбера и снижение количества рециркулирующего раствора для достижения требуемой температуры. Поставленная цель достигается тем, что в способе регенерации насыщенного раствора абсорбента, включающем вывод из абсорбера насыщенного абсорбента, подачу его в десорбер, отбор раствора абсорбента с низу десорбера и подогрев его в печи под давлением, обеспечивающим его жидкофазное состояние, последующую подачу в низ десорбера, нагретый в печи раствор подают на теплогенератор, в котором поток ускоряют, закручивают, а затем тормозят с выделением тепла в нижней части десорбера, при этом срабатывают давление раствора до давления в десорбере; а подачу нагретого потока с теплогенератора осуществляют непосредственно в кубовую часть десорбера над уровнем жидкости, при этом жидкостный поток нагретого абсорбента подают в кубовую часть десорбера, а газовый поток в его среднюю часть.

Заявителю не известен способ регенерации насыщенного абсорбента, в котором бы поставленная цель осуществлялась подобным образом.

На чертеже изображена схема осуществления предлагаемого способа. Схема для осуществления способа регенерации абсорбента содержит:

- линию подачи насыщенного раствора абсорбента (гликоля) 1;

- теплообменник 2 для нагрева насыщенного абсорбента (охлаждение регенерированного абсорбента);

- десорбер 3 с отпарной секцией 4 и кубовой частью с отсеками 5 и 5';

- насос 6 для отбора регенерированного абсорбента (гликоля) из отсека 5 кубовой части десорбера 3;

- линию 7 (7') подачи насыщенного раствора абсорбента насосом 8 в печь 9;

- линию 10 отбора нагретого абсорбента из печи 9 в теплогенератор 11;

- жидкостный поток абсорбента 12 на выходе из теплогенератора;

- паровой поток 13 или 13' на выходе из теплогенератора;

- линию выхода 14 отпаренной легкой фракции (водяных паров) из укрепляющей секции 15;

- линию выхода потока регенерированного абсорбента 16, охлажденного в теплообменнике 2, регулируемого регулятором 17 по регулятору уровня 18 в отсеке 5 кубовой части десорбера 3;

- термометр сопротивления 19;

- расходомер 20.

Способ регенерации абсорбента осуществляется следующим образом.

По предлагаемому способу насыщенный раствор абсорбента (гликоля) по линии 1 подают в теплообменник 2, подогревают горячим регенерированным абсорбентом (продуктом), отбираемым из отсека 5 кубовой части десорбера 3, и нагретый подают в отпарную секцию 4 десорбера 3, в которой из него частично отпаривают легкокипящие компоненты (воду). Насыщенный раствор абсорбента из отсека 5' кубовой части десорбера 3 или с полуглухой тарелки десорбера отбирают и по линии 7 (7') подают насосом 8 в печь 9 для нагрева. После нагрева в печи 9 абсорбент направляют на теплогенератор 11, где поток разгоняют, а затем тормозят, осуществляя его нагрев, при этом энергия давления потока преобразуется в тепловую энергию. Нагретый жидкостной поток 12 из теплогенератора 11 подают в куб десорбера (отсек 5), откуда по линии 7 насосом 8 повторно направляют в печь 9. Паровой поток 13 из теплогенератора 11 направляют под отпарную секцию 4 или по линии 13' в среднюю часть десорбера. Регенерированный абсорбент из отсека 5 кубовой части десорбера насосом 6 через регулирующий клапан 17 и через теплообменник 2 отбирают в качестве готового продукта - поток 16. Регулировку расхода потока 16 осуществляют регулятором уровня 18. Легкие фракции, отпаренные в регенераторе 3, отбирают по линии 14 через укрепляющую секцию 15. Регулировку температуры регенерированного раствора осуществляют изменением расхода потока 10.

Пример осуществления способа.

В десорбер подают насыщенный раствор ТЭГа с концентрацией 96% мас. и температурой 160°С в количестве 26730 кг/ч. Жидкая фаза с температурой 155°С стекает на полуглухую тарелку, а затем ее насосом подают в печь, где нагревают до температуры 203°С при давлении 0,4-0,5 МПа. Подогретый в печи абсорбент подают в теплогенератор, где давление срабатывают до давления в десорбере (˜0,12 МПа), увеличивая скорость потока, при этом температура раствора снижается до 195-199°С, после чего поток тормозят и нагревают до температуры 204°С. Нагретый жидкостный поток подают в куб десорбера, а паровой поток подают под отпарную секцию десорбера или в его среднюю часть.

Предложенный способ позволяет:

- уменьшить энергетические затраты на регенерацию абсорбента путем уменьшения расхода рециркулируемого потока абсорбента через печь;

- повысить концентрацию регенерированного абсорбента за счет увеличения его температуры в кубовой части десорбера;

- уменьшить капитальные затраты за счет исключения части технологического оборудования (испарителя) и его обвязки трубопроводами;

- уменьшить потребление электроэнергии на рециркуляционных насосах;

- утилизировать энергию жидкости (давление), расходуемую на регуляторах давления рециркуляционных потоков, через печь в известных способах;

- стабилизировать расход жидкости через печь независимо от давления в десорбере при работе теплогенератора в кавитационном режиме.

1. Способ регенерации абсорбента, включающий вывод из абсорбера насыщенного абсорбента, подачу его в десорбер, отбор раствора абсорбента снизу десорбера и подогрев его в печи под давлением, обеспечивающим его жидкофазное состояние, последующую подачу его в низ десорбера, отличающийся тем, что нагретый в печи раствор подают на теплогенератор, в котором поток ускоряют, закручивают, а затем тормозят с выделением тепла в нижней части десорбера, при этом срабатывают давление раствора до давления в десорбере.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что подачу нагретого потока из теплогенератора осуществляют непосредственно в кубовую часть десорбера над уровнем жидкости.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что жидкостный поток нагретого абсорбента подают в кубовую часть десорбера, а газовый поток в его среднюю часть.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что температуру низа десорбера поддерживают расходом абсорбента через термогенератор.