ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы НЕПРЕРЫВНЫЙ МЕТОД РАЗДЕЛЕНИЯ ГАЗОВ Ю в ДВИЖУЩЕМСЯ СЛОЕ АДСОРБЕНТА из "Основы адсорбционной техники" Адсорбционный метод отбензинивания природного газа основан на избирательном поглощении высокомолекулярных углеводородов твердыми адсорбентами, обычно активным углем. [c.251] На рис. 12,1 приведена сравнительная характеристика поглотительной способности масла и активного угля по углеводородам с различным числом атомов углерода в молекуле. Как показывает график, при извлечении пропана, если его концентрация в исходном газе 25 г/м , адсорбционная способность активного угля составляет 4 г/100 г, а поглотительная способность масла лишь 0,03 г/100 г сорбента. Повышение давления абсорбции до 1 10 Па (10 кгс/см ) приведет к увеличению поглотительной способности масла только до 0,3 г/100 г, что ясно иллюстрирует нецелесообразность отбензинивания газов с небольшим содержанием компонентов, извлекаемых абсорбционным методом. [c.251] Преимущество адсорбционного метода для поглощения углеводородов с большей молекулярной массой сказывается менее заметно, а по октану активности угля и масла приблизительно равны. [c.251] По результатам испытания иа пилотных установках сделано заключение, что активный уголь в указанных условиях (с == 25 г/м, 1 кгс/см ) имеет поглотительную способность, ббльшую, чем абсорбционное масло по гептану в 6 раз, гексану в 18 раз, пептану в 45 раз, бутану в 85 раз, пропану в 150 раз. Адсорбционный метод имеет особое преимущество перед абсорбционным при извлечении легких углеводородов из тощих природных газов [4]. [c.252] В периодических адсорбционных установках газ, содержащий бензиновые углеводороды, проходит обычно снизу вверх с определенной скоростью через слой активного угля. В первый момент весь слой адсорбента насыщается основным компонентом углеводородной смеси — метаном. Затем по мере поступления газа в периодический адсорбер высшие углеводороды вытесняют из нижних слоев более легкие углеводороды, которые постепенно передвигаются вверх по слою и в порядке увеличения молекулярной массы появляются в отходящем газе. [c.252] На рис. 12,2 приведена принципиальная схема адсорбционного цеха, имеющего 12 адсорберов и предназначенного для отбензинивания 220 тыс. м природного газа в сутки. Адсорберы объединены в 3 блока. Жирный газ проходит вначале через фильтры, заполненные коксом, для очистки от пыли и капельной влаги и из коллектора при давлении —1,4-10 1 Па (1,4 кгс/см ) поступает в адсорберы 1, находящиеся на стадии насыщения при этом извлекаются бензиновые углеводороды. В качестве адсорбента применен рекуперациопный уголь АРТ насыпной плотностью 0,52 г/смз. [c.253] В нижней части адсорбера находятся нижняя и верхняя головка с восемью штуцерами для ввода и вывода газов и паров на разных стадиях процесса. Внутри адсорбера расположена труба, отводящая газ во время охлаждения, сушки и насыщения. При десорбции водяной пар подается по трубе в верхнюю часть адсорбера. Такая конструкция позволяет все управление адсорберами сосредоточить внизу. [c.254] При проектировании углеадсорбционной установки важное значение приобретает вопрос компановки адсорберов и вспомогательного оборудования. Установки могут быть размещены внутри зданий, на открытых площадках или под навесом (детально вопросы размещения адсорберов и других аппаратов освещены в книге К. М. Николаевского Проектирование рекуперации летучих растворителей с адсорберами периодического действия , Оборонгиз, 1961). [c.254] В случае размещения установки внуп)И здания должны быть предусмотрены помещения для адсорберов и теплообменников, сепараторов, мерников, технологических вентиляторов и электродвигателей к ним для пунктов автоматического регулирования и контрольно-измерительных приборов, электротехнических, распределительных и пусковых устройств для слесарной мастерской для отделения приточной и санитарно-технической вентиляции бытовые помещения. [c.254] В случае размещения основного оборудования на открытой площадке или под навесом отпадает необходимость в помещениях для адсорберов, вентиляторов, электродвигателей, части теплообменников и некоторых других аппаратов, что обеспечивает значительное сокращение капитальных затрат. С другой стороны, установки, размещенные на открытой площадке или под навесом, имеют ряд недостатков повышенный коррозионный износ аппаратуры, трудность ремонта и осмотра. [c.254] Отбензиненный газ (200 тыс. мз/сут) через коллектор поступает в магистральный газопровод, в котельную завода, а также на другие промышленные и коммунальные объекты, где используется в качестве топлива. [c.254] Адсорбционный цикл каждого адсорбера включает четыре двадцатиминутных стадии адсорбция, десорбция, сушка и охлаждение. Таким образом, ежесуточно в цехе протекает 216 стадий, а число переключений потоков достигает 1720. [c.254] После окончания стадии отбензинивания адсорбер переключается на десорбцию (поз. 2). В случае углеродных адсорбентов десорбцию обычно проводят острым паром, поступающим из котельной под давлением—1, .5 10 Па (1.5 кгс/сы ). Перед поступлением в адсорберы давление пара снижается в 10 раз, благодаря чему пар в адсорбер поступает в перегретом состоянии. Температура угля в конце стадии десорбции составляет 120—130 С. Направление пара обратно направлению жидкого газа в стадии адсорбции, т. е. сверху вниз. Благодаря этому капельки влаги, сконденсированной в первые минуты десорбции, стекают вниз. [c.254] Укладка подложки бере. [c.255] Кроме того, при движении пара обратно иаправлонию движения отбензипиваемого газа при адсорбции выделяющиеся из верхних слоев угольной шихты пары легких углеводоро-доп. проходя через нижние слои, являются сами по себе динамическим агентом, вымывающим трудно десорбируемые углеводороды, которые концентрируются в нижних слоях адсорбера. При этом снижается расход так называемого динамического пара (пара на отдувку) и увеличивается степень десорбции. [c.255] Из адсорберов пары газового бензина и влаги направляются через сборный коллектор в конденсационную аппаратуру, состоящую из двух ступеней (поз. 5). В конденсационной группе первой ступени, состоящей из трубчатых конденсаторов, при 70 С конденсируется основная масса водяных паров и наиболее тяжелые углеводороды, входящие в состав газового бензина. В первой ступени для охлаждения используется вода, поступающая с градирни, а также из конденсаторов второй ступени. После конденсаторов первой ступени парогазовая смесь направляется в сепаратор первой ступени 6, где газовый бензин отделяется от воды. В конденсационной группе второй ступени (на схеме не показана), охлаждаемой водой, поступающей с градирни при 15—25 °С, конденсируются более легкие бензиновые углеводороды и остаток влаги. Конденсационный бензин охлаждается в водяных теплообменниках. Остаточный газ из сепаратора направляется в газгольдер, а из газгольдера — на двухступенчатую компрессию в первой ступени он ком-прпмируется примерно до 3-10 , а во второй — до 1,7-1015 Па (17 кгс/см ). После компрессии из газа дополнительно конденсируются углеводороды — компрессионный бензин. Смесь газовых бензинов, содержащая пропан и бутан, направляется на стабилизацию или фракционирование в аппарате 7 (в рассматриваемом случае 37,5 т/сут). В результате стабилизации получают товарные продукты бензин с содержанием 20% бутанов и сжиженный газ — про-пано-бутановую фракцию. На десорбцию и стабилизацию суммарно расходуется 160 т/сут пара, или около 6 кг на 1 кг нестабильного бензина. [c.255] Сушку угля (поз. 3) осуществляют воздухом (или отбензиненным газом), нагретым в трубчатых теплообменниках до 120—130 °С. В качестве греющего агента применен пар давлением —1,5-10 Па (15 кгс/см2), циркулируюпщн в трубном пространстве. Температура угля в стадии сушки снижается с 120—130 до 70 °С. Охлаждение угля (поз. 4) ведется с помощью атмосферного воздуха, подаваемого в адсорберы вентилятором. Общая производительность вентилятора составляет 17 тыс. м /ч. Температура угля в конце стадии охланадения равна 55—60 °С. Показателем хорошо проведенной регенерации производственники считают резкое повышение температуры в слое в первые 5 мин последующей стадии отбензинивания. [c.255] Состав технологических потоков в цехе представлен в табл. 12-1. При достаточно коротком цикле на адсорбционной установке с периодическими вертикальными адсорберами степень извлечения ироиана достигает 80%. [c.255] Горизонтальный адсорбер. Общий вид горизонтального адсорбера представлен на рис. 12,5. Длина горизонтальных адсорберов достигает 6 м, диаметр 2 м, высота слоя адсорбента при этом равна 0,8—1,0 м. Большое сечение горизонтальных адсорберов и наличие сфероидальных участков поставили под сомнение вопрос равномерности раснределения парогазовых потоков по сечению. [c.255] Анализ проб угля указал на наличие в слое угля участков с большим гидравлическим сопротивлением. Газ обтекает такие участки, вследствие чего нарушается равномерность состава адсорбата в слое угля. В этих участках сорбирующиеся в первый период углеводороды (в основном пропан и бутан) вытесняются бензиновыми углеводородами медленнее, чем в других участках. Неравномерностью распределения газового потока в горизонтальных адсорберах отчасти объясняется и трудность регулирования качества продукции путем изменения времени адсорбции. [c.256] Вернуться к основной статье