Способ контакта газа и жидкости

 

Изобретение относится к способу контакта газа и жидкости, может быть использовано в процессах абсорбции и ректификации, например, при подготовке природного газа к дальнему транспорту. Цель изобретения - повышение эффективности массопередачи за счет увеличения объема обрабатываемого газа, увеличения количества зон контакта и снижения уноса жидкости с газом. Способ контакта газа и жидкости включает закручивание газового потока, подачу в закрученный инерционный столб вихря жидкости, разделение газожидкостного потока на жидкую и газообразные фазы с последующей подачей жидкостной фазы в основной закрученный газовый поток и разделением газожидкостных фаз в поле центробежных сил. Новым в способе является то, что жидкость до подачи в закрученный инерционный столб вихря делят на отдельные потоки, которые подают на контакт с газом в различные по высоте точки закрученного инерционного столба вихря, отбирают после каждой зоны контакта проконтактировавшую жидкость с последующим объединением ее и подачей в основной закрученный газовый поток, а количество подаваемой жидкости по зонам увеличивают к входу газа. 1 ил.

Изобретение относится к способу контакта фаз и может найти применение в газовой, газоперерабатывающей, химической и нефтехимической промышленностях, может быть использовано в процессах абсорбции и ректификации, например, при подготовке природного газа к дальнему транспорту при извлечении из газа влаги или примесей. Целью изобретения является повышение эффективности массопередачи за счет увеличения объема обрабатываемого газа, увеличения количества зон контакта и снижения уноса жидкости с газом. Осуществление способа контакта газа и жидкости представлено на чертеже. Газовый поток 1 закручивается в зоне А, подают в него жидкостной поток 2 (с вышележащих ступеней контакта), где происходит массообмен между газом и жидкостью на основной ступени контакта - зона Б, при этом происходит распыление жидкости газовым потоком 1 и формирование ее в пленку жидкости, которую отбирают потоком 3 и подают на нижележащую ступень контакта или выводят в качестве жидкостного продукта. Отсепарированный от жидкости газовый поток 4 за счет сил инерции образует закрученный инерционный столб вихря - зона В, в который подают исходный (или с вышележащей тарелки) жидкостной поток 5 в различные точки: 6, 7, 8 по высоте закрученного инерционного столба вихря, при разделении потока 5 на потоки 9, 10, 11, отбирают проконтактировавшую жидкость после каждой зоны контакта в виде жидкостной пленки, образующей потоки 12, 13, 14, которые объединяют в жидкостной поток 2 с последующей подачей его, как было указано выше, в основной газовый поток 1. Газовый поток 15, отделенный от жидкости, отбирают в виде готового продукта или подают на вышележащую контактную тарелку. Наиболее эффективен вариант разделения исходного жидкостного потока 5 на потоки 9, 10, 11 таким образом, чтобы поток 9 был меньше потока 10, а поток 10 меньше потока 11, при этом всегда обеспечивается условие, что поток 11 меньше жидкостного потока 2. В данном случае в способе обеспечивается постепенное снижение удельной нагрузки по жидкости к выходу газа, что снижает унос (потери) жидкости с газовым потоком на последней ступени контакта. Потоки 3 и 2 соединяют и образуют рециркулирующий поток 16, то есть часть отсепарированной жидкости из потока 3 после контакта в закрученном газовом потоке - зона Б, может смешиваться с объединенным жидкостным потоком 2, что обеспечит наиболее полную отработку жидкости на входе газового потока 1. В зависимости от высоты инерционного столба вихря потоки 12, 13, 14 могут повторно быть поданы в него ниже точек первичной подачи 6, 7, 8. Пример осуществления способа. Газовый поток 1 в составе, мол. % CH₄ 88,099; С₂Н₆ 3,0; С₃Н₈ 2,0; С₄Н₁₀ 1,5; С₅Н₁₂ 2,0; СО₂ 1,0; N₂ 2,4 м/газа; H₂S 0,001 м/газа в количестве 160 м³/с при давлении 8 МПа и температуре 20^оС, равновесный с содержащейся в нем влагой (Н₂О 0,332 м/газа), подают на контакт с потоком диэтиленгликоля 2, концентрацией 98,4 мас. % в количестве 1952,8 г/с. В результате контакта газ осушается до влагосодержания 0,075 г/м³, при этом диэтиленгликоль уменьшает свою концентрацию до 97 мас. % и отбирается в количестве 1994 г/с потоком 3. Далее частично осушенный газ встречается с потоком диэтиленгликоля 1944 г/с с исходной концентрацией 99,5 мас. % , подаваемый в инерционный столб вихря в точки 6, 7, 8, то есть разделенный на три потока: поток 11 в количестве 972 г/с, где осушается до влагосодержания 0,05 гм³, снижая концентрацию диэтиленгликоля до 98 мас. % ; затем потоком 10 в количестве 648 г/с, где осушается до влагосодержания 0,03 г/м³ с насыщением диэтиленгликоля до 98,5 мас. % , а на выходе с потоком 9 в количестве 324 г/с, где осушается газ до влагосодержания 0,02 г/м³ при снижении концентрации раствора поглотителя влаги до 99,4 мас. % . Насыщение водой потоки раствора диэтиленгликоля 14 в количестве 976 г/с, 13 - в количестве 651,2 г/с, 12 - в количестве 325,5 г/с объединяют в общий поток 2, равный 1952,8 г/с, который и контактирует с исходным потоком 1 газа. (56) Авторское свидетельство СССР N 553982, кл. B 01 D 3/26, 1971. Авторское свидетельство СССР N 578077, кл. B 01 D 3/26, 1974. Авторское свидетельство СССР N 570367, кл. B 01 D 3/26, 1974.

Формула изобретения

СПОСОБ КОНТАКТА ГАЗА И ЖИДКОСТИ, включающий закручивание газового потока, подачу жидкости внутрь закрученного инерционного столба вихря, разделение газожидкостного потока на жидкую и газообразную фазы с последующей подачей жидкостной фазы в основной закрученный газовый поток и разделением газожидкостных фаз в поле центробежных сил, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности массопередачи за счет увеличения объема обрабатываемого газа, увеличения количества зон контакта и снижения уноса жидкости с газом, жидкость внутрь закрученного инерционного столба подают по крайней мере по двум зонам, отбирают после каждой зоны контакта с последующим объединением и подачей в основной закрученный газовый поток, а количество подаваемой жидкости по зонам увеличивают к входу газа.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2