Способ получения сжатого осушенного газа


 


Владельцы патента RU 2549845:

Курочкин Андрей Владиславович (RU)

Изобретение относится к способу компримирования и адсорбционной осушки газов и может найти применение в промышленности для получения сжатого осушенного газа. Способ включает компримирование газа в многоступенчатом компрессоре совместно с газом регенерации, рециркулируемым на одну из ступеней компримирования, с получением компрессата, пропускание части компрессата в качестве десорбирующего агента через адсорбер, находящийся на первом этапе регенерации, который затем смешивают с остальной частью компрессата, смесь охлаждают, сепарируют и отправляют на осушку в адсорбер, находящийся в стадии адсорбции, с получением осушенного сжатого газа, основную часть которого направляют потребителю, а другую часть дросселируют и подают в адсорбер, находящийся на втором этапе регенерации, с получением газа регенерации. После окончания второго этапа регенерации адсорбер охлаждают. Изобретение обеспечивает эффективную осушку газа, снижение объема загрузки адсорбента и увеличение срока его службы. 1 з.п. ф - лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к способам компримирования и адсорбционной осушки газов и может найти применение в промышленности для получения сжатого осушенного газа.

Известен способ осушки сжатого газа [RU 2182513, МПК B01D 53/26, опубл. 20.05.2002 г.], включающий его компримирование, пропускание сжатого газа (компрессата) через два поочередно работающих на осушку адсорбера, периодически переключаемых с режима осушки на режим регенерации, которую осуществляют путем нагрева адсорбера и удаления десорбированных компонентов, причем, после предварительного нагрева адсорбера до 150-170°C в закрытом состоянии, десорбированные компоненты удаляют из адсорбента путем периодического сообщения адсорбера с атмосферой импульсами, а нагрев продолжают до достижения температуры адсорбера 360-380°C, после чего адсорбер охлаждают.

Недостатками известного способа являются:

- отсутствие предварительного охлаждения компрессата и удаления конденсата увеличивает объем загрузки адсорбента и металлоемкость оборудования,

- сброс в атмосферу газа и десорбируемых компонентов делает нецелесообразным или невозможным использование способа для осушки горючих, ядовитых и т.п. газов, являющихся потенциальными загрязнителями атмосферы,

- необходимость нагрева адсорбера до высокой температуры, что увеличивает энергоемкость способа и приводит к большой продолжительности охлаждения адсорбера, что требует увеличения объема загрузки адсорбента и металлоемкости оборудования.

Наиболее близки по технической сущности к заявляемому изобретению установка для осушки сжатого газа и способ, осуществляемый с помощью этой установки [RU 2403952, MПK B01D 53/26, опубл. 20.11.2010 г.], который включает компримирование газа с получением горячего сжатого газа (компрессата), его охлаждение и пропускание через резервуары высокого давления (адсорберы), каждый из которых содержит, но меньшей мере, два слоя влагопоглотителя (адсорбента), причем первый слой адсорбента образован из водостойкого материала, а второй слой образован из материала, который необязательно является водостойким, причем на стадии осушки охлажденный компрессат пропускают сначала через первый слой адсорбента, затем через второй слой адсорбента и получают осушенный сжатый газ. Зачем адсорбент регенерируют, причем на первом этапе, с целью десорбции части адсорбированной воды за счет теплоты сжатия, через первый слой адсорбента пропускают компрессат, который затем охлаждают и осушают. На втором этапе через второй слой адсорбента и зачем через первый слой адсорбента пропускают сжатый газ, при этом получают газ регенерации, насыщенный парами воды, который сбрасывают в атмосферу. В качестве сжатого газа используют часть осушенного сжатого газа, которую при необходимости предварительно нагревают и расширяют (дросселируют до давления второго этана регенерации). После достижения температуры в регенерируемом адсорбере заданного значения адсорбер охлаждают до температуры адсорбции и далее он может быть переключен на осушку газа. В атмосферу также сбрасывают газ, образующийся при снижении давления в регенерируемом адсорбере до давления второго этана регенерации.

Недостатками известного способа являются:

- сброс в атмосферу части газа и десорбируемых компонентов делает нецелесообразным или невозможным использование способа для осушки горючих, ядовитых и т.п. газов, являющихся потенциальными загрязнителями атмосферы,

- отсутствие вывода конденсата, образующегося при охлаждении компрессата, приводит к его попаданию в рабочий адсорбер, что увеличивает требуемый объем загрузки адсорбента и металлоемкость оборудования,

- пропускание всего потока компрессата через слой регенерируемого адсорбента приводит к его прогреву с высокой скоростью, что создает при десорбции паров воды внутренние механические напряжения в гранулах адсорбента, приводит к их разрушению и снижению срока службы адсорбента.

Задачей изобретения является осушка газа, содержащего компоненты, являющиеся потенциальными загрязнителями атмосферы и снижение объема загрузки адсорбента и увеличение срока его службы.

При этом в качестве технического результата достигается:

- осушка газа, содержащего компоненты, являющиеся потенциальными загрязнителями атмосферы, за счет рециркуляции газа регенерации на одну из ступеней компримирования,

- снижение объема загрузки адсорбента за счет вывода с установки конденсата по мере его образования,

- увеличение срока службы адсорбента за счет его прогрева компрессатом с регулируемой скоростью путем подачи части компрессата на прогрев адсорбента.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе, включающем компримирование газа с получением компрессата, его осушку путем охлаждения и пропускания через адсорбент с получением осушенного сжатого газа, и последующую регенерацию адсорбента, на первом этане которой через адсорбент пропускают компрессат, направляемый затем на охлаждение и осушку, на втором этапе через адсорбент пропускают предварительно дросселированную часть осушенного сжатого газа с получением газа регенерации, а после завершения регенерации адсорбент охлаждают, особенность заключается в том, что газ компримируют совместно с газом регенерации, рециркулируемым на одну из ступеней компримирования, на первом этапе регенерации через адсорбент пропускают но меньшей мере часть компрессата, который затем смешивают с остальной частью компрессата, охлаждают и сепарируют с получением конденсата, выводимого с установки, и газа сепарации, который затем направляют на осушку.

Для углубления регенерации адсорбента давление второго этана регенерации целесообразно поддерживать ниже, чем давление ступени компримирования, на которую рециркулируют газ регенерации, например, за счет эжектирования газа регенерации частью компрессата.

В предлагаемом способе комнримирование газа совместно с рециркулируемым газом регенерации позволяет исключить выброс части осушаемого газа и десорбируемых компонентов в атмосферу и даст возможность осушать газ, содержащий компоненты, являющиеся потенциальными загрязнителями атмосферы.

Пропускание через адсорбент на первом этапе регенерации по меньшей мере части компрессата позволяем прогревать адсорбент с регулируемой скоростью, что замедляет разрушение гранул адсорбента и продлевает срок его службы.

Сепарация охлажденного компрессата с получением конденсата позволяет предотвратить его попадание в рабочий адсорбер, что дает возможность снизить объем загрузки адсорбента и уменьшить металлоемкость оборудования.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом. Для обеспечения непрерывности процесса осушку осуществляют по меньшей мере в двух адсорберах, по меньшей мере один из которых находится на стадии адсорбции (адсорбер 1), а другие (также по меньшей мере один) находятся на стадии регенерации (условно показаны адсорберы 2, 3, 4, находящиеся соответственно на первом, втором этапе регенерации и на охлаждении). Газ (I) сжимают компрессором 5 (условно показан трехступенчатый компрессор), на одну из ступеней которого подают газ регенерации (II) - показано пунктиром. По меньшей мере часть (III) полученного компрессата (IV) подают в адсорбер 2 (условно показана подача прямым током), находящийся на первом этапе регенерации, из которого выводят часть компрессата (V), содержащую пары десорбированной воды, смешивают с остальной частью компрессата (VI). Полученную смесь (VII) направляют в устройство 6 для охлаждения и сепарации - условно показан дефлегматор, охлаждаемый хладоагентом (VIII), из которого выводят конденсат (IX) и газ сепарации (X). Последний подают прямым током в адсорбер 1, находящийся в стадии адсорбции, выводят осушенный сжатый газ (XI), основную часть которого (XII) направляют потребителю, а другую часть (XIII) дросселируют на устройстве 7 и обратным током подают в адсорбер 3, находящийся на втором этапе регенерации, из которого выводят газ регенерации (II), содержащий остаточные нары воды, направляемый далее на одну из ступеней компрессора 5. После окончания второго этапа регенерации адсорбер 4 охлаждают. При необходимости часть осушенного сжатого таза нагревают в устройстве 8 (условно пунктиром показан теплообменник), а второй этап регенерации осуществляют при давлении более низком, чем давление ступени компрессора, на которую рециркулируют газ регенерации (II), для чего последний дополнительно сжимают в устройстве 9, например, путем эжектирования частью компрессата (XIV) при закрытом клапане 10 - показано пунктиром.

Переключение адсорбера 1, находящегося на стадии адсорбции, на первый этап регенерации (адсорбер 2) осуществляют после проскока паров воды в осушенный сжатый газ, переключение адсорбера 2 на второй этап регенерации (адсорбер 3) осуществляют после прогрева адсорбера до температуры регенерации адсорбента, переключение адсорбера 3 в режим охлаждения (адсорбер 4) осуществляют после пропускания объема газа (XIII), равного 5-10 свободным объемам адсорбера. В том случае охлаждение адсорбера 4 осуществляется за счет теплообмена с окружающей , или с хладоагентом, или с осушенным сжатым газом, который в том случае дополнительно охлаждают (на схеме не показано).

Сущность изобретения иллюстрируемся следующим примером.

900 нм3/час природного газа с давлением 0,6 MПа и с температурой точки росы по воде минус 20°C, смешивают с 1,5 нм3/час газа регенерации, сжимают трехступенчатым компрессором до 20,0 MПa с получением компрессата с температурой 120°C, 50-150 нм3/час которого прямотоком пропускают через адсорбер, находящийся на первом этапе регенерации, обеспечивая нагрев адсорбента со скоростью 25±5°C/час, смешивают с остальной частью компрессата и охлаждают в дефлегматоре до 40°C с получением 0,68 кг/сут водного конденсата и газа сепарации, который осушают в адсорбере, находящемся на стадии адсорбции, и получают осушенный сжатый газ с температурой точки росы минус 60°C. После прогрева адсорбера, находящегося на первом этапе регенерации, до 115°C, на втором этапе регенерации в адсорбер противотоком подают 1,5 нм3/час осушенного сжатого газа, дросселированного до 0,6 1МПа, выводят газ регенерации и направляют его на первую ступень компрессора. После снижения содержания влаги в газе регенерации до 9 мг/м3 регенерацию прекращают, адсорбер охлаждают и переводят в режим ожидания. Продолжительность цикла адсорбции с загрузкой 1,0 кг композитного адсорбента с алюмооксидной матрицей, модифицированной хлоридом кальция, составила 48 часов. Расчетный срок службы адсорбента (до образования 1 мас.% пылевидного адсорбента), составил 40000 часов.

Способ по прототипу не позволяет осушать природный газ из-за нежелательности сброса его в атмосферу. При осушке воздуха в аналогичных условиях потребовалась бы загрузка около 9,2 кг алюмооксидного адсорбента из-за необходимости адсорбции водного конденсата, выделившегося в устройстве охлаждения. Расчетный срок службы адсорбента составил 16000 часов.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет осушать газ, содержащий компоненты, являющиеся потенциальными загрязнителями атмосферы, снизить объем загрузки адсорбента, увеличить срок сто службы и может быть использован в различных отраслях промышленности.

1. Способ получения сжатого осушенного газа, включающий компримирование газа с получением компрессата, его осушку путем охлаждения и пропускания через адсорбент с получением осушенного сжатого газа и последующую регенерацию адсорбента, на первом этапе которой через адсорбент пропускают компрессат, направляемый затем на охлаждение и осушку, на втором этане через адсорбент пропускают предварительно дросселированную часть осушенного сжатого газа с получением газа регенерации, а после завершения регенерации адсорбент охлаждают, отличающийся тем, что газ компримируют совместно с газом регенерации, рециркулируемым на одну из ступеней компримирования, на первом этапе регенерации через адсорбент пропускают по меньшей мере часть компрессата, который затем смешивают с остальной частью компрессата, охлаждают и сепарируют с получением конденсата, выводимого с установки, и газа сепарации, который затем направляют на осушку.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что давление второго этапа регенерации ниже, чем давление ступени компримирования, на которую рециркулируют газ регенерации.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к очистке воздуха и может быть использовано в газовой, нефтяной, нефтехимической и других отраслях промышленности. Способ очистки воздуха заключается в попеременном пропускании очищаемого воздуха через адсорбент, находящийся в двух адсорберах, при этом работу одного адсорбера осуществляют в режиме осушки, а работу второго адсорбера осуществляют в режиме регенерации.
Изобретение относится к сорбционным технологиям, в частности к адсорбентам, используемым для осушки от воды газовых сред. Адсорбент для удаления воды из газов содержит пористую матрицу, в поры которой введено активное влагопоглощающее гигроскопическое вещество из группы галогенидов щелочноземельных металлов, при этом в качестве пористой матрицы используют мезопористые силикаты из группы, включающей силикат МСМ-41, алюмосиликат, цирконосиликат или титаносиликат, полученные методом золь-гель метода или темплатного синтеза с последующим прогреванием в токе воздуха при температуре 200-450°C в течение 1-4 ч, в мезопоры которых размером 2-10 нм и общим объемом пор более 1 см3/г методом пропитки из водного раствора введен безводный хлорид кальция в количестве 40-100 вес.% в расчете на сухое вещество матрицы и последующей сушкой адсорбента на воздухе при 100°C в течение 2 ч.

Изобретение относится к очистке воздуха и может быть использовано в газовой, нефтяной, нефтехимической и других отраслях промышленности. Техническим результатом является создание блока осушки с адсорбером, конструкция которого позволит исключить попадание капельной влаги на зерна адсорбента. Адсорбер содержит корпус, выполненный в виде полого цилиндра, профилированные фланцы со штуцерами, установленные с обоих торцев корпуса для подвода и отвода осушаемого воздуха, продольные ребра, установленные внутри корпуса.

Изобретение относится к очистке воздуха и может быть использовано в газовой, нефтяной, нефтехимической и других отраслях промышленности. Техническим результатом является создание блока осушки с адсорбером, конструкция которого позволит исключить попадание капельной влаги на зерна адсорбента.

Изобретение относится к устройству и способу для осушки газа охлаждением. Устройство состоит из замкнутого контура охлаждения, содержащего хладагент, циркулирующий в контуре с помощью компрессора, и последовательно расположенные в направлении движения потока хладагента конденсатор, соединенный с выходом компрессора, и средство расширения, за которым размещен испаритель, соединенный с входом компрессора, при этом испаритель образует первую часть теплообменника, содержащего также вторую часть, через которую направляют осушаемый газ, кроме того, в контуре охлаждения имеется обводной трубопровод, который может быть перекрыт перепускным клапаном с помощью рабочего элемента клапана, который удерживается в закрытом положении под действием усилия пружинного элемента, и с помощью чувствительного к давлению элемента, который воздействует на рабочий элемент клапана, и посредством трубки управляющего давления подвержен воздействию локального управляющего давления в контуре охлаждения, причем трубка управляющего давления подключена к контуру охлаждения и подсоединена к замкнутому контуру охлаждения выше по ходу движения потока от выхода испарителя.

Изобретение относится к способу осушки газов. Способ включает пропускание газа через две или более камеры охлаждения, соединенные последовательно, причем в каждую из камер подают поток растворителя, который удаляет воду из газа, далее подают смешанный поток, состоящий из газа и растворителя, в каждую из этих камер охлаждения и после совместного охлаждения, его разделяют с помощью газожидкостного сепаратора на поток газа с пониженным содержанием воды и поток обогащенного водой растворителя, постепенно снижают содержание воды в газе от первой в направлении потока камеры охлаждения к последней, причем каждый поток растворителя, отделенный и обогащенный водой, либо используют в качестве питающего потока для камеры охлаждения выше по потоку, или возвращают непосредственно в блок регенерации для освобождения от воды.

Изобретение относится к способу сушки природного газа или промышленного газа, содержащего кислые газообразные компоненты, в котором после сушки газа осуществляют удаление кислых газообразных компонентов из осушенного газа.

Изобретение относится к нефтегазовой отрасли и может быть использовано при технологических операциях в процессе добычи и транспортирования природного и нефтяного газов.

Изобретение относится к нефтегазовой отрасли и может быть использовано при технологических операциях в процессе добычи и транспортирования природного и нефтяного газов.

Группа изобретений относится к области автомобильного транспорта, в частности к пневматическим тормозным системам транспортных средств. Влагоотделительный патрон содержит пружинную крышку и несущий элемент.

Адсорбер // 2547115
Изобретение относится к устройствам для разделения газов адсорбцией. Адсорбер для разделения газов с использованием метода короткоцикловой безнагревной адсорбции содержит корпус с помещенным в нем адсорбирующим блоком и штуцерами для подвода и отвода разделяемого газа и отбора целевого компонента.

Изобретение относится к пористому кристаллическому материалу. Материал имеет тетраэдрический каркас, включающий общую структуру М1-IM-М2, где М1 является металлом, имеющим первую валентность, М2 является металлом, имеющим другую валентность, отличную от указанной первой валентности, и IM является имидазолатным или замещенным имидазолатным связывающим фрагментом.

Группа изобретений относится к адсорбентам для удаления углеводородов из выхлопных газов автомобиля в период холодного запуска двигателя внутреннего сгорания. Адсорбент представляет собой цеолит типа ZSM-5 или типа BETA, в который введен щелочной металл, выбранный из группы К, Na, Li или их смесь при определённом соотношении компонентов.

Изобретение относится к системе обогащения горючего газа, способной улучшить показатели экономии электроэнергии с учетом срока службы средства всасывания, где система обогащения горючего газа включает адсорбционную установку, наполненную адсорбентом, для селективной адсорбции горючего газа; средство подачи исходного газа, способное подавать исходный газ, содержащий горючий газ, в адсорбционную установку из наружной области; средство всасывания, способное всасывать газ из внутренней части адсорбционной установки, и средство управления для выполнения процесса адсорбции и процесса десорбции, при этом средство управления обеспечивает работу средства всасывания так, что сила всасывания средства всасывания, когда не протекает процесс десорбции, меньше, чем сила всасывания средства всасывания, когда процесс десорбции протекает.

Изобретение относится к очистке воздуха и может быть использовано в газовой, нефтяной, нефтехимической и других отраслях промышленности. Способ очистки воздуха заключается в попеременном пропускании очищаемого воздуха через адсорбент, находящийся в двух адсорберах, при этом работу одного адсорбера осуществляют в режиме осушки, а работу второго адсорбера осуществляют в режиме регенерации.

Изобретение относится к нефтегазовой отрасли и может быть использовано при технологических операциях в процессе добычи и транспортирования природного и нефтяного газов.

Изобретение относится к нефтегазовой отрасли и может быть использовано при технологических операциях в процессе добычи и транспортирования природного и нефтяного газов.

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано для получения газообразного кислорода из сжатого воздуха путем адсорбции. Газообразный кислород, обладающий чистотой, равной или большей, чем заданное значение чистоты, получают путем разделения воздуха за счет адсорбции азота, по меньшей мере, на одном адсорбенте, сорбирующем азот лучше, чем кислород.
Изобретение относится к способу эксплуатации коксовой печи. Согласно способу возникающий в процессе коксования коксовый газ в виде полезного газа подается на материальную переработку, при этом от коксового газа отделяют водород, а для создания части необходимой для процесса коксования тепловой энергии в качестве горючего газа подается синтез-газ, который получают из ископаемого топлива посредством процесса газификации, при этом в качестве горючего газа используют первую долю полученного синтез-газа, при этом дополнительную долю полученного синтез-газа используют для дальнейшего синтеза с отделенным от коксового газа водородом.
Изобретение относится к химической промышленности. Газовую смесь для сепарации высокосернистых компонентов газа подвергают процессу разделения, при котором образуется высокосернистый газ, содержащий диоксид углерода и соединения серы.

Предложена абсорбционная колонна, наполненная адсорбентом, средство подачи/вывода для подачи исходного газа, содержащего горючий газ и воздух, средство сбора для десорбции горючего газа, адсорбированного адсорбентом, и сбора десорбированного газа, средство управления для последовательного осуществления процесса адсорбции горючего газа и процесса десорбции горючего газа, датчик для детектирования концентрации горючего газа в исходном газе и секция установки рабочих условий для изменения момента завершения адсорбции для средства управления с завершением процесса адсорбции на основе концентрации горючего газа, продетектированной датчиком. Изобретение позволяет обогатить горючий газ до более высокой концентрации эффективным образом с минимальной потерей исходного материала. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 7 ил., 2 табл.
Наверх