Способ работы насосно - эжекторной установки

 

Использование: в установках для утилизации и очистки от примесей улеводородного газа. Сущность изобретения: подают активную среду - сорбент в струйный аппарат насосно-эжекторной установки под давлением не менее 1,5 МПа и сжимают в струйном аппарате газообразную среду до давления, превышающего давление ее на входе в струйный аппарат в 1,5 - 40 раз, с одновременной абсорбцией примесей углеводородного газа в струйном аппарате. 1 ил.

Изобретение относится к струйной технике, преимущественно к насосно-эжекторным установкам для утилизации и очистки от примесей углеводородного газа.

Известен способ работы насосно-эжекторной установки, включающий откачку струйным аппаратом газообразной среды, подачу циркуляционным насосом в сопло струйного аппарата жидкой среды, смешение сред в струйном аппарате, подачу смеси сред в сепаратор с последующим разделением в нем смеси на газообразную и жидкую и подачу газообразной сжатой смеси потребителю и жидкой среды на вход циркуляционного насоса [1] Однако в данном способе работы насосно-эжекторной установки отсутствует очистка поступающего на сжатие газа от примесей, что сужает область ее использования.

Наиболее близким к описываемому является способ работы насосно-эжекторной установки, включающий подвод неочищенного углеводородного газа в струйный аппарат, подачу в сопло последнего циркуляционным насосом активной жидкой среды сорбента примесей углеводородного газа, смешение жидкой и газообразной сред в струйном аппарате, подачу смеси сред в абсорбер-сепаратор, отвод очищенного газа из абсорбера-сепаратора, отвод из последнего жидкости с абсорбированными примесями в десорбер, отвод из десорбера очищенной жидкости-сорбента на вход циркуляционного насоса и отвод из десорбера газообразных примесей [2] Однако в указанном способе работы насосно-эжекторной установки не обеспечивается эффективное отделение примесей от углеводородного газа, что связано с неоптимальным режимом смешения жидкой и газообразной сред в струйном аппарате. Как следствие, в сепараторе необходимо обеспечить два взаимоисключающих друг друга по условиям проведения процесса для процесса абсорбции необходимо хорошее смешение компонентов, а процесс сепарации связан с разделением этих компонентов, Совмещение указанных процессов в абсорбере-сепараторе ведет вследствие этого к усложнению его конструкции, увеличению его габаритов и ужесточению режимов протекания процессов.

Кроме того, незначительная абсорбция примесей в процессе смешения в струйном аппарате снижает эффективность откачки газообразной среды струйным аппаратом.

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение эффективности работы насосно-эжекторной установки за счет обеспечения практически полной абсорбции примесей углеводородного газа в проточной части струйного аппарата, что приводит к повышению его КПД (за счет снижения работы сжатия газообразного компонента, оставшегося после абсорбции), и придания сепаратору функции только разделения газожидкостной смеси.

Указанная техническая задача решается тем, что в способе работы насосно-эжекторной установки, включающем подвод неочищенного углеводородного газа в струйный аппарат, подачу в сопло последнего циркуляционным насосом активной жидкой среды сорбента примесей углеводородного газа, смешение жидкой и газообразной сред в струйном аппарате, подачу смеси сред в сепаратор, отвод очищенного газа из сепаратора, отвод из последнего жидкости с абсорбированными примесями в десорбер, отвод из десорбера очищенной жидкости-сорбента на вход циркуляционного насоса и отвод из десорбера газообразных примесей, при этом активную среду сорбент подают в струйный аппарат под давлением не менее 1,5 МПа и сжимают в струйном аппарате газообразную среду до давления, превышающего давление ее на входе в струйный аппарат в 1,5.40 раз, с одновременной абсорбцией примесей углеводородного газа в струйном аппарате.

Подача активной жидкости под давлением не менее 1,5 МПа и обеспечение сжатия газообразной среды в 1,5.40 раз позволили добиться условий, при которых практически полностью примеси перекачиваемого газа абсорбируются в проточной части струйного аппарата. Это позволяет разделить процессы абсорбции примесей и разделения газожидкостной смеси, а также повысить изотермический КПД струйного аппарата.

Из известных технических решений неизвестно обеспечение режимов работы, при которых процесс абсорбции примесей завершился бы до поступления газожидкостной смеси в сепаратор, что позволяет сделать вывод о соответствии описанного технического решения критериям изобретения "Новизна" и "Уровень техники".

На чертеже представлена схема насосно-эжекторной установки, в которой реализован описываемый способ ее работы.

Насосно-эжекторная установка для реализации способа ее работы содержит струйный аппарат 1 с линией 2 подвода неочищенного углеводородного газа и линией 3 отвода смеси сред, сепаратор 4 с линиями 5 и 6 отвода очищенного газа и насыщенной примесями жидкости (сорбента), теплообменник 7, установленный на линии 6 отвода насыщенной примесями жидкости, десорбер 8 с линиями 9 и 10 отвода газообразных примесей и регенерированного (очищенного) сорбента и циркуляционный насос 11, подключенный входом через холодильник 12 и теплообменник 7 к линии 10 отвода регенерированного сорбента и выходом к соплу струйного аппарата 1, при этом линия 6 отвода насыщенного сорбента подключена к десорберу 8, линия 3 отвода смеси сред подключена к сепаратору 4, а линия 5 отвода очищенного газа подключена через регулятор 13 давления к линии подвода неочищенного углеводородного газа.

По линии 2 осуществляют подвод на вход струйного аппарата 1 неочищенного углеводородного газа. Циркуляционный насос 11 подает в сопло струйного аппарата 1 жидкую среду сорбент примесей углеводородного газа. Активная среда, стекая из сопла под давлением не менее 1,5 МПа, увлекает в струйный аппарат 1 неочищенный углеводородный газ. В струйном аппарате 1 образуется газожидкостная смесь, причем величина сжатия газа при этом лежит в диапазоне 1,5. 40. Активная турбулизация потока в струйном аппарате и сжатие смеси ведут к интенсивной абсорбции примесей из углеводородного газа, причем экспериментально подобранные условия проведения процесса смешения газа и жидкости обеспечивают максимально возможный КПД струйного аппарата 1, практически полную абсорбцию примесей в проточной части струйного аппарата 1 и окончательное завершение абсорбции до входа смеси сред в сепаратор 4. Сжатый до требуемой величины и очищенный от примесей углеводородный газ отделяется в сепараторе 4 от насыщенной примесями жидкости и подается по линии 5 потребителю. Насыщенная жидкость из сепаратора 4 по линии 6 отвода через теплообменник 7, где она предварительно подогревается теплом регенерированного (очищенного) сорбента, поступает в десорбер 8. В десорбере 8 происходит регенерация насыщенной жидкости при ее нагреве. Выделившиеся в виде газа примеси отводятся по линии 9. Регенерированная жидкость (сорбент) по линии 10 поступает через теплообменник 7 и холодильник 12 на вход циркуляционного насоса 11. В связи с тем, что расход неочищенного углеводородного газа, поступающего в струйный аппарат, может изменяться, линия 5 отвода очищенного газа подключена через регулятор 13 давления к линии 2 подвода неочищенного углеводородного газа. Это позволяет при падении давления в линии 2 ниже допускаемого уровня перепускать часть очищенного газа на вход струйного аппарата 1. При восстановлении давления в линии 2 перепуск газа автоматически прекращается.

Таким образом, путем обеспечения процесса абсорбции в проточной части струйного аппарата 1 достигается создание оптимальных условий по давлению и температуре для абсорбции примесей углеводородного газа сорбентом, при этом подобраны режимы подачи сорбента в струйный аппарат 1, при которых при одновременном увеличении КПД струйного аппарата 1 достигается требуемая величина сжатия углеводородного газа и при этом сорбент активно абсорбирует примеси. Проведенные экспериментальные работы показали нецелесообразность сжатия газа выше чем в 40 раз и в то же время сжатия менее, чем в 1,5 раза, поскольку в этом случае не удастся получить требуемый КПД работ насосно-эжекторной установки и в то же время завершить процесс абсорбции до входа газожидкостной смеси в сепаратор 4. При этом давление рабочей жидкости (сорбента) не должно быть ниже 1,5 МПа, чтобы обеспечить указанные выше степени сжатия, а также уменьшить необходимое для процесса количеcтво cорбента. В cвою очередь завершение процеccа абсорбции примесей до поступления смеси в сепаратор 4 позволяет упростить конструкцию сепаратора 4, уменьшить его материалоемкость и повысить эффективность разделения газа и насыщенного примесями сорбента, что повышает качество подаваемого потребителю газа.

Как результат, использование описанного изобретения позволяет достигнуть поставленные технические задачи, а именно, повысить эффективность работы насосно-эжекторной установки за счет увеличения КПД струйного аппарата и обеспечения практически полной абсорбции примеси углеводородного газа до входа в сепаратор, улучшить ее массогабаритные характеристики по сравнению с известными установками и повысить эффективность отделения примесей от углеводородного газа.

Формула изобретения

СПОСОБ РАБОТЫ НАСОСНО - ЭЖЕКТОРНОЙ УСТАНОВКИ, включающий подвод неочищенного углеводородного газа в струйный аппарат, подачу в сопло последнего циркуляционного насосом активной жидкой среды - сорбента примесей углеводородного газа, смешение жидкой и газообразной сред в струйном аппарате, подачу смеси сред в сепаратор, отвод очищенного газа из сепаратора, отвод из последнего жидкости с абсорбированными примесями в десорбер, отвод из десорбера очищенной жидкости - сорбента на вход циркуляционного насоса и отвод из десорбера газообразных примесей, отличающийся тем, что подают активную среду - сорбент в струйный аппарат под давлением не менее 1,5 МПа и сжимают в струйном аппарате газообразную среду до давления, превышающего давление ее на входе в струйный аппарат в 1,5 - 40 раз, с одновременной абсорбцией примесей углеводородного газа в струйном аппарате.

РИСУНКИ

Рисунок 1