Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 [ 105 ] 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284

2.4.7.2. Отбензинивание абсорбцией

2.4.7.2.1. Принцип И схема обработки

2.4.7.2.1.1. Принцип

Чтобы изменить равновесные условия и осуществить конденсацию углеводородов, которые необходимо извлечь, их вводят в контгист с растворителем в таких условиях по температуре и давлению, что они абсорбируются Ж1<ой фазой.

Ввод в контакт газа, подлежащего обработке, с маслом осуществляется с помощью противоточной циркуляции в колоннах с тарелками или насадками. Механизм абсорбции имеет такую же диффузионную природу, как дистилляция, но массообмен совершается главным образом от паровой фазы к Ж1<ой. Семью тяжелые компоненты газа абсорбируются маслом согласно законам термодинамического равновесия.

Из верхней части колонны выходит сухой газ, тогда как внизу отбирают богатое масло, содержа-1дее тяжелые абсорбированные углеводороды. Затем снижают давление масла, нагревают и направляют его в колонну дистилляции или отпарки паром, чтобы извлечь абсорбированные углеводороды (регенерация).

Абсорбция осуществляется при высоком давлении и низкой температуре, регенерация - при низком давлвнии и высокой температуре, как это схематизировано на рисунке ниже.

2.4.7.2.1.2. Факторы, обусловливающие абсорбцию

Коэффициент извлечения абсорбцией зависит от следующих параметров:

- числа ступеней или тарелок,

- абсорбционного фактора А, » К,, который должен быть по возможности более высокий.

где L и G есть молярные расходы жидкости и газа и К,- константа равновесия компонента.

Для определенного расхода газа G выгодно иметь большее число молей масла, однако масла с низкой молекулярной массой.

Кроме того фактор А/ увеличивается с уменьшением К,, т.е. с увеличением давления и уменьшением температуры, а также при использовании пара-финистого абсорбента.

И наоборот, десорбция улучшается при снижении давления и повышении температуры, десорб-ционный фактор S/ (стриппаж) имеет обратную зависимость.

2.4.7.2.1.2.1. Число тарелок

При увеличении числа теоретических тарелок от 7 до 10 коэффициент абсорбции увеличивается, но очень незначительно. Число реальных тарелок абсорберов для отбензинивания составляет порядка 20, т.е. эффективность реальной тарелки 4 - 50%.

2.4.7.2.1.2.2. Масло с низкой молекулярной массой Существует два ограничиваю1цих фактора:

- слишком большая летучесть вызывает повышенный унос паров с обработанным газом,

- абсорбент не должен содержать углеводородных фракций, которые хотят извлечь.

Два основных преимущества:

- массовый расход циркулирующего абсорбента меньше, чем для масла с большей молекулярной массой, поэтому снижаются эксплуатационные расходы,

- снижение вязкости способствует повышению эффективности тарелок.

В более эффективных процессах обычно используют фракции С7 и Сю-

ГАЗ КОММЕРЧЕСКИЙ

ФРАКЦИИ 02 +

НА ФРАК14И0НИР0ВАНИЕ

АБСОРБ14ИЯ [ РЕГЕНЕРА14ИЯ

ГАЗ НА ОБРАБОТКУ

@ ЕЯ

©

НАГРЕВАНИЕ

МАСЛО НАСЫЩЕННОЕ]

МАСЛО РЕГЕНЕРИРОВАННОЕ

Температура, "С Q Давление, бар абс.

Принцип масляной абсорбции.

2.4.7.1.3. Вьюоков давление

Рабочее давление абсорберов для извлечения углеводородов очень часто немного выше давления в магистральных газопровсшах, куда подается газ (величина порядка: 60 - 75 бар).

2.4.7.2.1.2.4. Низкая температура

Большинство новых установок работает при температурах от -10 до -30С.

2.4.7.2.1.3. Этапы отбензинивания абсорбцией

Они следующие:

- осушка газа, обычно гликолем,

- охлаждение газа и растворителя холодильной установкой,

- абсорбция при высоком давлении,

- деэтанизация, предназначенная дня освобождения растворителя от легких абсорбированных фракций (метана и этана), используемых как внутреннее топливо,

- стабилизация (регенерация), которая позволяет извлечь фракции С.Н.Г. и абсорбированный бензин.

Абсорбент направляется в абсорбер. 2.4.7.2.2. Описание установки

Описываемая установка позволяет осуществить глубокое извлечение.

После охлаждения и удаления воды вводят гликоль для предотвращения образования гидратов. Газ, охлажденный до -30°С, входит в абсорбцион-

ную колонну COI, противотоком стекает холодное аб(Х)рбционное масло. Наверху выходит газ, соответствующий требованиям транспорта.

Масло, содержащее абсорбированные углеводороды, вначале освобождается от растворенного метана с помощью снижения давления, затем, после подогрева, поступает в деметанизатор С02. В верху колонны дополнительный поток холодного масла позволяет ограничить десорбцию этана и исключить десорбцию Сз.

Масло, извлеченное с низа колонны, нагревается до 145°С перед тем, как его подать в колонну регенерации СОЗ, которая в верху отделяет абсорбированные компоненты от Сг до Сд. Продукция низа рециркулируется; чтобы из(3ежать накопления абсорбированных тяжелых углеводородов (Се), осуществляется непрерывное их удаление.

2.4.7.2.3. Применение

2.4.7.2.3.1. Области применения

Расход обрабатываемого, в связи с необходимым инвестициями, газа должен быть относительно большим (1 - 5 • 10* м (н) сут-).

Коэффициент извлечения может меняться от:

- Сг! 10 до 50%,

- Сз: 50 до 90%,

- С*: 70 до 98%.

2.4.7.2.3.2. Преимущества

Основные преимущества масляной абсорбции заключаются в ее рабочих параметрах и надежно-

CD

Гмн«

очистку

Гликоль

qL С7

кр««г«(мции

(ВОТ

Jl:ia

О КЗ

Рапмратор

С01 -абсорбер В09 сое-дптаниэатар COO-pfw кратер (лижрбар)

/~7 дабмтгзиа.10»м>-ч-

дабит mwoxmi, 10* и> • ч-< I I Taanapaiyp* "С

Н аодаоклаждания

И лар24бар

□ лролан холодный

Схема процесса отбензинивания абоорбцией.

сти, ее гибкости и приспособленности к различным степеням извлечения. Работа при постоянном давлвнии не требует восстановления давления очищенного газа.

Температуры функционирования позволяют использование обычных сталей (-30°С).

2.4.7.2.3.3. Недостатки

К недостаткам относятся большие инвестиции (значительная холодильная установка), слабая селективность абсорбции, возможность присутствия растворителя в очищенном газе (унос в верху абсорбера).

2.4.7.2.4. Оперативные ности

меры предосторож-

Должны быть приняты предосторожности, чтобы обеспечить хорошую сепарацию гликоль-жидкие углеводороды, так как температуры регенерации вызывают разложение захваченных частиц гликоля, а зто ведет к коррозии и закупоркам.

Контроль качества циркулирующего абсорбционного масла должен быть строгим. Ингибирование гликолем должно быть таким, чтобы исключить образование гидратов.

2.4.7.3. Отбензинивание охлаждением

2.4.7.3.1. Принципы и различные процессы

Различные процессы отбензиневания охлаждением базируются все на одинаковом принципе: изменение pJasHOBecHbix условий, чтобы оказаться в зоне, дающей возможность конденсироваться углеводородам, которые необходимо извлечь. Это реализуется снижением твмпвр1атуры и, в случав необходимости, давления.

Имеется выбор между различными способами, которые отличаются в основном термодинамическими Процессами, которью нужно осуществить, чтобы получить охлаждение газа:

- внешнее охлаждение холодильной установкой (пропан, фреон, аммиак, этан, этилен),

- изоэнтальпийное расширение (эффект Джоуля-Томсона), осуществленное в дроссельном вентиле,

- политропиное расширение, реализованное в турбине расширения (турбодвт£1ндвр) с возвратом энергии,

- внешнее охлаждение совместно с процессами снижения давления для улучшения показателей.

Иллюстрация представлена на рисунке ниже.

100-

/ Охлажданив

Расширение нэознтропийное

политропное иэаэнталытйное

-125 -10О -73 -50 -25

25 50 75 Темлеретура. *С

Выбор процесса для конкретной задачи делается в зависимости от:

- показателей каждого процесса,

- инвестиций, которые необходимо вложить,

- эксплуатационных расходов, которые им соответствуют.

2.4.7.3.2. Внешнее охлаждение

Оно обычно используется для небольших расходов газа, особенно если его низкое давление не позволяет получить достаточное охлаждение путем расширения газа (см. ниже рисунок "а.

Его используют также для регулирования точки росы по углеводородам горючего газа (например: снабжение газовой турбины).

Этот тип установки имеет преимущества, т.к. позволяет исключить или снизить восстановление давления.

Большие инвестиции (холодильные установки) и повышенные эксплуатационные расходы (энергия для сжатия охлаждающего флюцда).

Ваодгликоля

аглаждаине

Сжатме Гликоль

транспортабельный

а: внешнее охлажление

Ваодгликоля

0-£хь-

Расширенме

транслсртабальный

Сжатие

Гликоль насьацанный

Жу«1С0СТк

Ь: расширение с эффектом Джоуна-Томона

Де»11ета1*11атор

Газ •--

транспортабельный

Компрессор

Детандер"

,-{XI-

Осушка

Жу«юсть

с: Турбо-детандер

Фазовая диаграмма (Р-Т).

Процессы отОензинивания.

2.4.7.3.3. Изоэнтальпийное расширение

2.4.7.3.3.1. Область применения и ограничения

Этот процесс очень широко распространен, когда име<}тся достаточно больиюе начальное