Для рассмотрения эффективности контактных устройств нового образца была построена схема в программе для моделирования технологических процессов Aspen Tech HYSYS. Модель абсорбера для очистки газов от кислых примесей с использование МЭА представлена на рисунке 1.
Рис. 1. Модель процесса адсорбции
Схема состоит из сепаратора для удаления воды и абсорбера, используемого для очистки газов от сероводорода. В качестве потоков, подаваемых на адсорбер, примем ПНГ, состоящий из метана, этана, пропана, бутана, сернистых примесей, и поток МЭА (раствор МЭА и воды). Составы и параметры всех потоков представлены на рисунках 2 и 3, со‑ ответственно.
При моделировании процесса очистка газов в качестве базиса задан аминовый пакет, он позволяет делать более точный расчет очистки газовых и жидких углеводородных сред от CO2 и H2S растворами аминоспиртов.
В сепараторе осушки происходит отделение воды от газового потока, после чего поток ПНГ подается на адсорбер, где происходит его очистка. С адсорбера (рисунок 4) выходят два потока: очищенный газ и МЭА насыщенный сероводородом, который отправляется на регенерацию.
Рис. 2. Параметры и свойства потоков
Рис. 3. Состав потоков
Рис. 4. Схема адсорбера
Профиль температур, расходов и давлений представлен на рисунке 5.
Рис. 5. Профиль колонны
Новая модификация контактных устройств позволит повысить их КПД, если КПД обычных тарелок примерно равно 0.55, то КПД новых контактных устройств — 0.85. Таким образом, глубина очистки значительно увеличивается, а также уменьшается объем, требуемого потока МЭА для очистки.
Рис. 6. Оценка состава по тарелкам
На рисунке 7 представлен профиль КПД теоретических тарелок для обеих конструкций контактных устройств.
В таблице 1 представлено сравнение работы контактных устройств, все данные взяты из модели в HYSYS. Устройства новой конструкции позволяют сократить расход МЭА или повысить глубину очистки газов при текущем расходе МЭА.
Таблица 1
Сравнение тарелок разных конструкций
|
Параметр |
Старая конструкция контактных устройств |
Новая конструкция контактных устройств |
||
|
Вариант 1 |
Вариант 2 |
Вариант 1 |
Вариант 2 |
|
|
КПД тарелки |
0.65 |
0.65 |
0.8 |
0.8 |
|
Расход МЭА, кг/ч |
35000 |
45000 |
35000 |
45000 |
|
HSв газе, %об. |
0.07 |
0.01 |
0.05 |
0 |
Рис. 7. Профиль КПД
Если ранее для полной очистки газов объемом 55000 кг/ч требовалось 4650 кг/ч раствора МЭА, то после внедрения новых контактных устройств, потребуется только 4450 кг/ч раствора МЭА.
