Схемы установок аминовой очистки газа водными растворами алканоламинов отличаются в основном способами подачи абсорбента. Здесь можно выделить четыре основных способа.
Первый способ — подача раствора абсорбента одним потоком на верхнюю тарелку абсорбера [1–3] (Рис.1) при температуре 30–400С — используется обычно при относительно невысоком содержании сероводорода и диоксида углерода в газе и, следовательно, небольшом суммарном тепловом эффекте протекающих реакций.
Рис. 1. Схема однопоточной очистки газа растворами этаноламинов: I — газ на очистку; II — очищенный газ; III — экспанзерный газ; IV — кислый газ; V — водяной пар; 1 — абсорбер; 2,9 — насосы, 3,7 — холодильники; 4 — экспанзер, 5 — теплообменник, 6 — десорбер; 8 — сепаратор; 10 — кипятильник; 11 — емкость регенерированного амина.
Второй способ — подача абсорбента двумя потоками с одинаковой температурой (30–40 0С) [4,5] (Рис. 2.А). Этот способ целесообразно использовать при высоких концентрациях кислых компонентов в сыром газе. Часть потока регенерированного амина (65–75 % масс.) подается на одну из тарелок в средней части абсорбера. Стекая вниз по тарелкам, амин контактирует с восходящим потоком газа, подаваемым под нижнюю тарелку абсорбера. В нижней части аппарата происходит интенсивное взаимодействие кислых компонентов газа с амином и повышение температуры за счет экзотермичности протекающих реакций. При повышении температуры химическое равновесие целевых реакций смещается в обратном направлении и степень извлечения кислых компонентов понижается. Избыточное тепло выводится из колонны с потоком насыщенного абсорбента. В верхней части абсорбера происходит контактирование газового потока со свежим охлажденным абсорбентом, подаваемым на верхнюю тарелку колонны и доизвлечение кислых компонентов из газа. Этот способ подачи амина позволяет сократить расход электроэнергии на перекачку раствора и снизить расход абсорбента для достижения требуемой степени очистки газа.
Рис. 2. Схема подачи потоков аминового раствора с одинаковой (А) и разной (Б) температурой абсорбента: 1 — газ на очистку; 2 — очищенный газ; 3 — насыщенный раствор абсорбента; 4 — регенерированный раствор абсорбента; 1 — абсорбер; 2 — холодильник
Третий способ — подача абсорбента двумя потоками разной температуры (Рис.2.Б). В этом случае 70–75 % раствора амина подается в середину абсорбера при температуре 60–70 0С, а остальное количество — на верхнюю тарелку абсорбера с температурой 30–40 0С. Такая подача абсорбента применяется в тех случаях, когда сырой газ содержит COS и CS2. Создание зоны повышенных температур в нижней части абсорбера позволяет повысить степень извлечения кислых компонентов за счет протекания реакции гидролиза COS и CS2:
Образующиеся сероводород и диоксид углерода реагируют с амином в верхней зоне абсорбционной колонны.
4-й способ — подача раствора амина двумя потоками разной степени регенерации. Этот способ используется для очистки газов с высоким содержанием кислых компонентов. Схема подачи раствора амина отличается от предыдущей схемы тем, что в среднюю секцию абсорбера подается частично регенерированный раствор, отбираемый с одной из тарелок десорбера и охлажденный в теплообменнике до +50–60 0С. Глубокой регенерации подвергается только часть раствора, которая подается наверх абсорбера при температуре 40–50 0С для обеспечения тонкой очистки газа. Такая схема оказывается экономичнее традиционной на 10–15 % за счет снижения расхода пара на стадии регенерации. [6]
Таким образом выбираем 3-й способ подачи раствора амина двумя потоками с разной температурой, так как этот способ позволяет повысить степень извлечения кислых компонентов.
Литература:
1. Технология переработки сернистого природного газа Текст.: Справочник/А. И. Афанасьев, В. М. Стрючков, Н. И. Подлегаев и др. — Под ред. А. И. Афанасьева. -М.: Недра, 1993. 152 с.
2. Мурин В. И., Кисленко Н. Н., Сурков Ю. В. Технология переработки газа и конденсата: Справочник: В 2 ч. — М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2002. — Ч.1–517 с.: ил.
3. Агаев, Г.А., Настека, В.И., Сеидов, З. Д. Окислительные процессы очистки сернистых природных газов и углеводородных конденсатов Текст. — М.: Недра, 1996. 301 е.; ил.
4. Дж. Прайс Экономичная очистка аминового раствора Текст. // Нефтегазовые технологии. 1996. — № 1–2. — С. 58–59. Мановян, А. К. Технология первичной переработки нефти и природного газа Текст.: учебное пособие для вузов. — Изд. 2-е — М.: Химия, 2001. — 568 е.; ил.
5. Ященко В. Л., Лысикова Т. И. Повышение эффективности подготовки и комплексной переработки газа. — Баку, 1983. — с. 114–119.
6. Стюарт Э.Дж., Ланнинг Р. А. Сокращение потерь реагента на установках очистки аминами // Нефтегазовые технологии — 1995. — № 2. — с.53–56.
