Установка очистки газа от сероводорода

 

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано, в частности, для очистки газа от сероводорода жидкими поглотителями. Изобретение направлено на повышение энергетического КПД установки и степени очистки газа от сероводорода. Это достигается за счет использования вторичных энергетических ресурсов - тепла горячего теплоносителя в абсорбционно-холодильной машине (АХМ). В результате этого вырабатывается циркулирующий в замкнутом цикле АХМ - холодильник холодоноситель с более низкой температурой, что позволяет охладить регенерированный поглотитель до более низких температур и этим улучшить качество очищенного газа, снизив в нем содержание сероводорода. 1 ил.

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано, в частности, для очистки газа от сероводорода жидкими поглотителями.

Известна установка очистки газа от сероводорода жидкими поглотителями (Справочник "Технология переработки сернистого природного газа", под ред. канд. техн. наук А.И.Афанасьева, Москва, "Недра", 1993, стр. 25 и 46). Установка содержит абсорбер, теплообменник, аппарат воздушного охлаждения (АВО), холодильник, десорбер, соединенные линиями регенерированного и насыщенного поглотителя.

В абсорбере производится очистка газа от сероводорода жидким поглотителем до содержания его в очищенном газе не более 20 мг/м³ (ОСТ 51.40-83). Степень очистки газа от сероводорода определяется давлением абсорбции, остаточным содержанием сероводорода в регенерированном поглотителе и его температурой. Температура выходящего из абсорбента очищенного газа близка к температуре подаваемого в абсорбер регенерированного поглотителя.

Десорбер снабжен кипятильником. В десорбере производится регенерация поглотителя за счет тепла горячего теплоносителя (водяной пар), подаваемого в кипятильник. Давление в десорбере 1,8-2,5 МПа, температура 100-130^oC. Образовавшийся в кипятильнике паровой конденсат с целью дальнейшего использования охлаждается в аппаратах воздушного охлаждения до требуемых температур на уровне 90^oC. Охлаждение регенерированного поглотителя, выходящего из десорбера, производится в теплообменнике, АВО и холодильнике. В холодильнике охлаждение регенерированного поглотителя осуществляется водой из оборотного цикла до температуры - 40^oC - 50^oC. Температура оборотной воды 30 - 35^oC.

Недостатки установки: - недостаточно высокий энергетический КПД установки в результате потери тепловой энергии горячего теплоносителя; - относительно низкая степень очистки газа от сероводорода - 20 мг/м³.

Задачами данного технического решения являются повышение энергетического КПД установки и улучшение качества очищенного газа.

Данное техническое решение иллюстрируется чертежом, на котором приведена технологическая схема установки очистки газа от сероводорода.

Установка содержит абсорбер 1, десорбер 2, теплообменник 3, АВО 4, кипятильник 5, АХМ (абсорбционная холодильная машина) 6, холодильник 7. Линия насыщенного поглотителя 8 проходит через теплообменник 3 к десорберу 2; линия регенерированного поглотителя 9 из десорбера 2 проходит через теплообменник 3, АВО 4, холодильник 7 к абсорберу 1. Линия горячего теплоносителя 10 происходит кипятильник 5, а затем проходит АХМ 6. Полученный в АХМ 6 холодоноситель по линии 11 проходит холодильник 7 и возвращается в АХМ 6 по линии 12.

Установка работает следующим образом. Углеводородный газ, содержащий H₂S, подают в абсорбер 1, где осуществляется его очистка от H₂S жидким поглотителем. Давление и температура на стадии абсорбции определяются параметрами газа, поступающего на очистку в абсорбер 1. Насыщенный поглотитель из абсорбера 1 проходит теплообменник 3, нагревается теплообменом с регенерированным поглотителем, направляемым на абсорбцию, и поступает в десорбер 2. Регенерированный поглотитель из теплообменника 3 проходит АВО 4, холодильник 7 и подается в абсорбер 1.

В десорбере 2 при давлении 1,8 - 5,0 МПа происходит удаление сероводорода из поглотителя в результате нагрева поглотителя до температуры 100-150^oC в кипятильнике 5 горячим теплоносителем. В качестве горячего теплоносителя могут быть использованы водяной пар, паровой конденсат, пары высококипящих органических жидкостей, горячие топочные газы и др.

Горячий теплоноситель из кипятильника 5 поступает в АХМ 6, где за счет его тепла охлаждается холодоноситель до температуры 7 - 12^oC. В качестве холодоносителя могут быть использованы вода, водные растворы NaCl, CaCl₂, гликоли, органические жидкости. Тепло абсорбции, конденсации и дефлегмации в АХМ 6 отводится охлаждающим агентом (вода, воздух, органические и неорганические жидкости и др.).

Повышение энергетического КПД в 1,2 - 1,5 раза в предлагаемой установке достигается за счет использования вторичных энергетических ресурсов - тепла горячего теплоносителя в АХМ 6. В результате этого вырабатывается циркулирующий в замкнутом цикле (АХМ - холодильник) холодоноситель с более низкой по сравнению с прототипом температурой, что позволяет охладить регенерированный поглотитель до более низких температур и этим улучшить качество очищенного газа - снизить содержание сероводорода в очищенном газе до требуемого значения по новому ОСТ 51.40-93 менее 7 мг/м³.

В предлагаемой установке получается очищенный газ с более низкой температурой, что приводит к снижению энергетических и материальных затрат в последующих технологических установках переработки газа.

Формула изобретения

Установка очистки газа от сероводорода, содержащая соединенные линиями регенерированного и насыщенного поглотителя, абсорбер, теплообменник, аппарат воздушного охлаждения, холодильник с автономной линией холодоагента и десорбер, снабженный кипятильником с линией горячего теплоносителя, отличающаяся тем, что на линии горячего теплоносителя после кипятильника установлена абсорбционная холодильная машина, соединенная с холодильником замкнутой линией циркуляции холодоагента.

РИСУНКИ

Рисунок 1