Способ регенерации абсорбента

СОВЗСОЦИАЛИРЕСПУБ СОВЕТСКИХИЧЕСКИХ 107889 09 Б 53 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ Й"ЯЯЦ., м 13 КБЛИОТИКА ЗОБРЕТЕНИЯ ЬСТВУ(71) Тюменский государственный научно-исследовательский и проектныинститут природных газов(56) 1. Патент США Ф 3867112,кл. 55-32, 18.02.75.2. Авторское свидетельство СС5 747505, кл. В 01 1 53/14, 1976. осушсор и и экономичсьпценный газхлаждают,(54)(57) СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ АБСОРБЕНТА, включающий последовательностадии подогрева насьпценного водой,абсорбента, его ректификации с пол ОПИСАНИЕ Н АВТОРСНОМУ СВ чением парогазовой смеси и частичноенного абсорбента, отпарки адбента, путем введения в него подогретого отпарного газа с получением абсорбента и водонасыщенного газа, смешения водонасьпценного газа с парогазовой смесью на стадии ректификации, охлаждения полученной смеси, ее сепарации, осушки и рециркуляции полученного сухого газа на стадию отпарки абсорбента, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения зффективност ности процесса, водона после стадии отпарки о сепарируют, нагревают и подают наректификацию.регенерации.Насыщенный абсорбент из установки осушки газа нагревается в теплообменнике 1 за счет тепла регенерированного абсорбента и поступает на стадию ректификации в колонну 2, необходимый температурный режим которой поддерживается с помощью подогревателя 3 и подачей орошения с насосов 4 и 5. Частично осушенный на стадии ректификации абсорбент из подогревателя 3 направпяется на стадию отпарки в отпарную колонну 6, в которую противотоком стекающему абсор 1 11078Изобретение относится к способамрегенерации абсорбентов и может найти применение в процессах осушкигазов при их подготовке к транспортировке и переработке.Известен способ регенерации абсорбента, включающий последовательностадии подогрева насьпценного водойабсорбента, его ректификации с получением водяного пара и частично 10осушенного абсорбента,отпарки абсорбента путем введения в него подогретого сухого отпарного газа с получением осушенного абсорбента и водонасыщенного газа, охлаждения водонасыщенного газа, его сепарации, осушкии рециркуляции полученного сухогогаза на стадию отпарки абсорбента Щ ,Недостатком способа являютсянизкие эффективность и экономичностьпроцесса ввиду больших расходов отпарного газа при получении абсорбента с высокой степенью осушки. Этотребует повышенных эксплуатационныхрасходов на сжатие, охлаждение и 25нагрев отпарного газа, а также увеличения размеров отпарной колонны.Кроме того,в этом способе возможностиректификационной колонны как дополнительного контактного устройства для от-,парки абсорбента не используются,30Известен также способ регенерацииабсорбента, включающий последовательно стадии подогрева насьнценного водой абсорбента, его ректификации сполучением парогазовой смеси и частично осушенного абсорбента, отпаркипутем введения в него нагретого сухого отпарного газа с получениемосушенного абсорбента и водонасыщенного газа, смешения водонасыщенного40газа с парогазовой смесью на стадииректификации, охлаждения полученнойсмеси, ее сепарации, осушки и рецир-куляции полученного сухого газа настадию отпарки абсорбента Г 21.45Недостатком этого способа такжеявляются низкие эффективность и экономичность процесса ввиду повышенногорасхода отпарного газа, что ведетк увеличению скорости парогазовои50смеси в ректификационной колонне,снижению четкости разделения смесии повышению потерь абсорбента с дистиллятом. Увеличиваются также затраты по осушке, нагреву и охлаждениюциркулирующего отпарного газа,Кроме того, при непосредственнойподаче насьпценного на стадии отпарки 89 2газа на стадию ректификации он не способен создать в ректификационной колонне отпаривающий эффект, поскольку температура контакта в направлении его движения по ректификационной колонне существенно снижается, а влагонасьпценность остается постоянной или изменяется незначительно.Поэтому на стадии ректификации отпарной газ при таком способе подачи является практически бесполезным, балластным.Таким образом, в известных способах ректификационная колонна как дополнительная ступень контакта с отпарным газом либо не использутеся вообще, либо используется неэффективно, что ведет к большим расходам отпарного газа и, следовательно, низкой экономичности и эффективности процесса регенерации.Целью изобретения является повы - шение эффективности и экономичности процесса.Указанная цель достигается тем, что согласно способу, включающему последовательно стадии подогрева насьпценного водой абсорбента, его ректификации с получением парогазовой смеси и частично осушенного абсорбента, отпарки абсорбента путем введения в него подогретого сухого отпарного газа с получением осушенного абсорбента и водонасьпценного газа, смешения водонасыщенного газа с парогазовой смесью на стадии ректификации, охлаждения полученной смеси, ее сепарации, осушки и рециркуляции полученного сухого газа на стадию отпарки абсорбента, водонаеьпценный газ после стадии отпарки охлаждают, сепарируют, нагревают и подают на ректификацию.На чертеже представлена технологическая схема осуществления способабенту подается подогретый осушенный отпарной газ. Осушенный абсорбент насосом 7 через теплообменники 8 и 1 откачивается на установку осушки.С верха ректификационной колонны5 2 парогазовая смесь охлаждается в конденсаторе-холодильнике 9, сепарируется в емкости-сепараторе 10 и компрессором 11 подается на осушку в противоточную колонну 12, а скан . денсированная в емкости-сепараторе 9 вода подается на орошение колонны 2 насосом 5.Осушенный отпарной газ из колонны 12 нагревается в теплообменнике 8 15 и подается на стадию отпарки в колонну 6. Водонасыщенный отларной газ после стадии отпарки охлаждают в рекуперативном теплообменнике 13, холодильнике 14 и сепарируют от скон денсированной жидкости в сепараторе 15, Сконденсированную жидкость подают насосом 4 на орошение ректификационной колонны, а освобожденный от сконденсированной жидкости газ нагревают 25 в теплообменнике 13 и подают на стадию ректификации в подогреватель 3. Подача отпарного газа в подогреватель 3 может быть осуществлена через специальный маточиик либо через 30 встроенную в подогреватель насадочную секцию. При контакте отпарного газа с абсорбентом в подогревателе 3 и нижней части ректификационной колонны 2 происходит его повторное насыщение парами воды и последующее35 смешение с парогазовой смесью, что ведет к повышению глубины осушки абсорбента на стадии ректификации и,ак следствие, более полной его ре генерации на стадии отпарки в колонне 6.Таким образом, насыщение отпарного газа происходит дважды: сначала на стадии отпарки, затем на стадии ректификации, что при равной глубине осушки абсорбента требует почти в два раза меньшего объема отпарного газа, снижает затраты на его сжатие в циркуляционном компрессоре 11, со 50 кращает затраты на его осушку, подогрев и охлаждение, уменьшает размеры аппаратов.П р и м е р. Определение расхода отпарного газа для концентрирования диэтиленгликоля по известному 1"21,55 и данному способам регенерации.Исходные данные следующие: концентрация насыщенного диэтиленгликоля на входе в ректификационную колонну Х = 96 мас. ; температура насыщенного диэтиленгликоля на входев колонну С = 120 С; концентрациярегенерированного диэтиленгликоляна выходе отпарной колонны Х7= 99,9 мас.%; температура в подогревателе ректификационной колонны ина стадии отпарки 7 = 165 С; предельная концентрация диэтиленгликоля,получаемая при атмосферном давлении,составляет Хз = 97 мас. ; давлениерегенерации р = 0,11 МПа.По данному способу зададимся конечной концентрацией диэтиленгликоля (ДЭГ), получаемой на стадии ректификации с подачей сухого отпарногогаза в маточник испарителя, равнойХ 4 = 99,0 мас, ,Тогда в соответствии с методикойрасчета степень отпарки равнаХ(1-Х,) 0,96(1-0,99)Хя(1-Х 11 0,99(1-0,96) где Х и Х - массовые доли диэтиленгликсля в насьпценноми регенерированномрастворе.По диаграмме Кремсера определяем фактор десорбции Я = 1,1 (при М = 5).Число молей насыщенного диэтиленгликоля в 1000 кг/ч раствора равно ь = с (,+) =1000 ф += 11,3 кмоль/ч,0,96 0)04109 где М и М - молекулярные массы диД 6этиленгликоля и воды,кг/кмоль.Константа фазового равновесия влаги в системе ДЭГ-вода при 165 Со и давлении 0,11 МПа равна К = 4,2, тогда расход отпарного газа состав,ляети 1.8 1131,1И = = в л в в= 2 95 кмоль/ч От К 42 или Ч = 2, 95 22,4 = 66; 1 м /ч. Для отпарной колонны решаем обратнуюзадачу, т.е. при расходе отпарногогаза 66,1 м/ч определяем число необходимых тарелок при концентрировании ДЭГ с концентрации 99 мас.до99,9 мас.= 0,357,мольн.д. В зоне питания ректификационнойколонны (Х = 96 мас.Х или Х-Х,) Оэ 2 фОф 197 Р 0,1 8 мольн.д.т расчет показывает, что приЬодонасыщенного отпарного гастадии отпарки непосредственно стадию ректификации он не способен дать отпариьающего эффекта, польку его влагосодержание практики не изменяется. В реальных усиях концентрация осушенного ДЭГ, ная 99,0 по такому способу подачи бще не может быть достигнута, по,35Этоачесо з на со к е ло ра во 7 110788у Рй о (1-Х) 0,70,0562в Р 0,11 скольку при более низких концентрациях ДЭГ разность влагосодержаний газа в зоне питания ректификационнойколонны и после стадии отпарки отрицательная, т.е. идет не процесс отпарки в ректификационной колонне, апроцесс обводнения. Экономический эффект от внедрения данного способа регенерации по сравнению с известным составляет около 13 тыс.руб. на одном УКПТ за счет снижения затрат на сжатие и осушку отпарного газа. Дополнительные капитальные затраты на охлаждение и сепарацию водонасыщенного отпарного газа после стадии отпарки в объеме 4-5 тыс.руб. полностью компенсируются снижением капитальных затрат на систему его осушки нагрева и охлаждения (за счет уменьшения линейных размеров аппаратов),1107889 Составитель Г. Урусоваактор Н. Нвьщкая Техред Т.Дубинчак Корректор мишинец одпис ак д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектна 5806/7 ВНИ п 11303Тираж 682Государ"твенного комитет лам изобретений и открыт осква, Ж - 35, Раушская на