Способ регенерации насыщенного раствора абсорбента

 

Изобретение может быть использовано для извлечения водяных паров из газа в установках осушки природных и нефтяных газов при подготовке их к транспорту. Способ включает вывод из абсорбера насыщенного абсорбента, подачу его в десорбер, отбор раствора абсорбента с низа массообменной части десорбера, подогрев его в печи под давлением, обеспечивающим его жидкофазное состояние, дросселирование раствора, последующую подачу его в кубовую часть десорбера, рециркуляцию части раствора абсорбента через печь, причем часть раствора абсорбента, рециркулирующую через печь, используют для подогрева через теплообменную поверхность раствора абсорбента до подачи его на подогрев под давлением в печь, а затем дросселируют, раствор абсорбента подают под теплообменную поверхность испарителя. Отбор части подогретого в печи абсорбента для рециркуляции осуществляют в количестве, необходимом для восстановления температуры нагретого в печи регенерированного продуктового потока абсорбента после его дросселирования. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к способам регенерации абсорбентов, например поглотителей влаги - гликолей, которые используют для извлечения водяных паров из газа в установках осушки природных и нефтяных газов при подготовке их к транспорту.

Известен способ регенерации насыщенного раствора диэтиленгликоля, выведенного из абсорбера установки осушки природных и нефтяных газов, заключающийся в подаче последнего в десорбер, разделенный полуглухой тарелкой, отводе раствора с полуглухой тарелки в буферную емкость с последующим поогревом в печи и возвратом в куб десорбера и подачи части подогретого раствора после печи на рециркуляцию в буферную емкость. (Авторское свидетельство СССР N 1622362. МКИ: C 07 C 31/20, B 01 D 53/26. 1988).

Недостатком данного способа является вкипание водного раствора в трубном пучке печи с образованием двухфазного потока, накоплением газа в верхней части трубного пучка, его перегрева и выходом из строя. Перегрев усиливается особенно при применении в десорбере вакуума.

Известен способ регенерации насыщенного раствора абсорбента, используемый в качестве прототипа и описанный в патенте Российской Федерации N 2022384. МКИ: G 05 D 27/28, B 01 D 53/26. 1990. Способ заключается в том, что из абсорбера установки осушки природных и нефтяных газов выводят насыщенный абсорбент и подают его в десорбер, разделенный полуглухой тарелкой. С полуглухой тарелки раствор поступает в первый отсек кубовой части и далее насосом подается в печь, где его нагревают. Затем через регулятор давления нагретый в печи раствор подают в смежный с первым второй отсек кубовой части десорбера. Часть раствора из второго отсека через гидрозатвор поступает в первый отсек, где смешивается с раствором, поступающим с глухой тарелки. Образовавшиеся после смешивания пары поступают в верхнюю часть десорбера. Заданная концентрация регенерированного раствора абсорбента во втором отсеке, из которого производится его отбор, поддерживается за счет рециркуляции раствора через печь.

Недостатком указанного способа является повышенные энергозатраты, ограниченная температура (для ДЭГа 155^oC) после сброса давления жидкофазного потока при подаче смеси в колонну, что ограничивает концентрацию регенерированного гликоля и повышенный коэффициент рециркуляции.

Целью изобретения является снижение энергозатрат на регенерацию раствора, повышение концентрации раствора за счет повышения его температуры в кубовой части и снижение количества рециркулирующего раствора для достижения требуемой температуры.

Поставленная цель достигается тем, что в способе регенерации насыщенного раствора абсорбента, включающем вывод из абсорбера насыщенного абсорбента, подачу его в десорбер, отбор раствора абсорбента с низа массообменной части десорбера и подогрев его в печи под давлением, обеспечивающим его жидкофазное состояние, дросселирование раствора, последующую подачу его в кубовую часть десорбера и рециркуляцию части раствора абсорбента через печь, часть раствора абсорбента, рециркулирующую через печь, используют для подогрева через теплообменную поверхность раствора абсорбента до подачи его на подогрев под давлением в печь, а затем дросселируют. Раствор абсорбента подают под теплообменную поверхность испарителя, а отбор части подогретого в печи абсорбента для рециркуляции осуществляют в количестве, необходимом для восстановления температуры нагретого в печи регенерированного продуктового потока абсорбента после его дросселирования.

Использование части раствора абсорбента, рециркулирующей через печь, для подогрева через теплообменную поверхность раствора абсорбента до подачи его на подогрев под давлением в печь позволило снизить энергозатраты на регенерацию раствора, повысить температуру раствора в кубовой части, а, следовательно, концентрацию раствора, снизить количество рециркулирующего раствора для достижения требуемой температуры.

Заявителю не известно способов регенерации насыщенного раствора абсорбента, в которых бы поставленная цель осуществлялась бы подобным образом.

На фиг. 1 изображена схема осуществления предлагаемого способа в индивидуальных аппаратах; на фиг.2 - схема регенерации абсорбента со встроенным испарителем; на фиг.3 - схема регенерации абсорбента с эжектором отбора насыщенного абсорбента.

Схема для осуществления способа регенерации насыщенного раствора абсорбента содержит: линию подачи насыщенного раствора абсорбента (гликоля) 1; теплообменник 2; десорбер 3, с отпарной секцией 4 и кубовой частью 5; насос 6 для отбора регенерированного гликоля из кубовой части 5; линию 7 подачи насыщенного раствора абсорбента в испаритель 8 (фиг. 1, 2); линию 9 подачи рециркулирующего высокотемпературного жидкостнофазного потока в испаритель 8; насос 10; линию 11 подачи смеси основного и рециркулирующего потока абсорбента из испарителя 8 в печь 12; линию 13 подачи основного горячего потока абсорбента из печи 12 и десорбер 3; линию 14 подачи рециркулирующего потока абсорбента в испаритель 8 из теплообменника 15; линию 16 отбора паров абсорбента (фиг. 1) из испарителя 8; линию 17 отвода готового продукта.

В схеме для осуществления способа регенерации насыщенного раствора абсорбента, изображенной на фиг.3, линия подачи насыщенного абсорбента соединена с эжектором 18, установленном на линии 11 подачи смеси основного и рециркулирующего потока абсорбента в печь 12, а в линии 13 подачи основного потока горячего раствора абсорбента из печи 12 в десорбер 3 установлен испаритель 8.

Способ осуществляется следующим образом.

По предлагаемому способу насыщенный раствор абсорбента (гликоля) по линии 1 подают в теплообменник 2, подогревают горячим регенерированным абсорбентом (продуктом), отбираемым из кубовой части 5 десорбера 3, и нагретым подают в отпарную секцию 4 десорбера 3, в котором из него частично отпаривают легкокипящие компоненты (воду). Насыщенный раствор абсорбента с полуглухой тарелки десорбера 3 отбирают и по линии 7 подают в испаритель 8 (фиг. 1, 2) или эжектор 18 (фиг. 3). В испарителе 8 его смешивают с рециркулирующей частью раствора абсорбента, который подают по линии 14 из теплообменника 15, где его охлаждают, используя в качестве теплоносителя, и затем дросселируют. Смесь основного потока раствора абсорбента и рециркулирующего потока раствора абсорбента направляют насосом 10 по линии 11 в печь 12 для нагрева. После нагрева в печи 12 небольшую часть нагретого раствора абсорбента, в качестве рециркулирующего потока, по линии 9 направляют в теплообменник 15 испарителя 8 и далее через дроссель по линии 14 в испаритель 8. Основную часть горячего раствора абсорбента по линии 13 через регулятор давления, в котором ее дросселируют до давления в десорбере 3, направляют в кубовую часть 5 десорбера. За счет сброса давления по жидкости в кубовой части 5 десорбера выделяют из раствора абсорбента оставшийся паровой поток.

Насыщенный раствор абсорбента с полуглухой тарелки десорбера 3 для восстановления его температуры и отбора части паров по линии 7 подают под теплообменную поверхность теплообменника 15 испарителя 8. Восстановление температуры осуществляют через теплообменную поверхность теплообменника 15 рециркулирующим горячим жидкофазным потоком абсорбента, который используют в качестве теплоносителя. Пары из испарителя 8 по линии 16 направляют под низ отпарной секции 4 десорбера 3.

Регенерированный абсорбент из кубовой части 5 десорбера 3 после утилизации тепла в теплообменнике 2 по линии 17 отводится в качестве продукта.

Аналогичным образом осуществляется способ в колонне со встроенным испарителем (фиг. 2).

В способе регенерации насыщенного раствора абсорбента, осуществляемого по схеме, изображенной на фиг. 3, рециркулирующий поток горячего раствора абсорбента по линии 9 подают в испаритель 8, затем смешивают в эжекторе 18, установленном на линии 11 подачи смеси в печь 12, с основным потоком абсорбента, поступающим по линии 7.

Пример осуществления способа.

В десорбер подают насыщенный раствор ТЭГа с концентрацией 96% мас. и температурой 160^oC в количестве 26730 кг/ч. Жидкая фаза с температурой 155^oC стекает на полуглухую тарелку и затем насосом подается в испаритель, где подогревается и смешивается с рециркулирующим через печь и трубное пространство испарителя раствором ТЭГа в количестве 58876 кг с температурой 189^oC.

Из испарителя насосом смесь ТЭГа подается в печь, где нагревается до температуры 203^oC при давлении 0,37 МПа.

Часть раствора 58876 кг абсорбента подогретого в печи отделяют, используют в качестве теплоносителя для восстановления температуры раствора ТЭГа, подаваемого в испаритель из десорбера, и отпарки из него влаги в количестве 717 кг, а затем смешивают с этим раствором ТЭГа и рециркулируют через печь.

Другая часть горячего раствора ТЭГа, 26246 кг подается в дроссель с температурой 203^oC, а затем в кубовую часть колонны с температурой 199^oC для выветривания 246 кг влаги в виде паров. Регенерированный ТЭГ из кубовой части десорбера с температурой 199^oC и концентрацией 98,7% мас. в количестве 26000 кг отбирают в качестве готового продукта.

Таким образом, способ регенерации насыщенного раствора абсорбента, в котором часть раствора абсорбента рециркулируют через печь и используют для подогрева через теплообменную поверхность раствора абсорбента до подачи его на подогрев под давлением в печь, позволил снизить энергозатраты на регенерацию раствора, повысить концентрацию раствора за счет повышения его температуры в кубовой части и снизить количества рециркулирующего раствора для достижения требуемой температуры.

Формула изобретения

1. Способ регенерации насыщенного раствора абсорбента, включающий вывод из абсорбера насыщенного абсорбента, подачу его в десорбер, отбор раствора абсорбента с низа массообменной части десорбера и подогрев его в печи под давлением, обеспечивающим его жидкофазное состояние, дросселирование раствора, последующую подачу его в кубовую часть десорбера и рециркуляцию части раствора абсорбента через печь, отличающийся тем, что часть раствора абсорбента, рециркулирующую через печь, используют для подогрева через теплообменную поверхность раствора абсорбента до подачи его на подогрев под давлением в печь, а затем дросселируют.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что раствор абсорбента подают под теплообменную поверхность испарителя.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что отбор части подогретого в печи абсорбента для рециркуляции осуществляют в количестве, необходимом для восстановления температуры нагретого в печи регенерированного продуктового потока абсорбента после его дросселирования.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3