Абсорбционная осушка газа

 Абсорбция — извлечение из газа жидких углеводородов, во­ды и кислых газов поглощающими жидкостями — абсорбента­ми (маслами, гликолями, аминами) в колонных аппаратах—аб­сорберах. Продукция скважин поступает в сепаратор С, где от нее отделяются жидкость и твердые примеси (рис. 1).

Далее уже только газообразная часть продукции скважины поступает в нижнюю часть абсорбера А. В абсорбере газ движет­ся вверх, а абсорбент (жидкость-поглотитель) стекает вниз с «та­релки» на «тарелку». Происходит взаимное перемешивание газа и жидкости, при котором жидкостью поглощается либо какой-то один целевой компонент газа, либо одновременно несколько компонен­тов. Применяя различные поглотители, можно извлечь из продукции скважины: воду—гликолями, сероводород и углекислый газ— аминами, конденсат—масляными фракциями (дистиллятами) и т. д.

Осушенный и очищенный газ после абсорберов направляют в .МГ. Насыщенный поглощенными веществами абсорбент АН про­ходит фильтр Ф, теплообменник Т и поступает в десорбер Д. В десорбере происходит процесс обратный поглощению—десорб­ция, т. е. выделение из насыщенного абсорбента вещества, поглощенного ранее в абсорбере.

Рис. 1. Блок-схема абсорбционного способа обработки газа.

С—сепаратор; А — абсорбер; Тр— тарелка; Г—теплообменник; Я— насос: АН, АР — абсорбенты насыщенный и регенерированный соответ­ственно; Ф—фильтр; Д—десорбер; К—конденсатор; Ки—кипятиль­ник; В — вода; ТП — товарный продукт; МГ — магистральный газопро­вод

Делают это подогревая в кипя­тильнике воду или абсорбент и пропуская горячие пары снизу вверх через колонну десорбера Д. Пары поглощенного вещества выходят через верх десорбера и конденсируются в конденсаторе К. Из конденсатора выходит вода В или товарная продукция ТП. Небольшую часть В или ТП вновь возвращают в десорбер Д.

Восстановленный до начальных заданных свойств абсорбент регенерированный АР насосом Η через теплообменник Т подается в верхнюю часть абсорбера. Цикл движения абсорбента замы­кается. Некоторое количество абсорбента уносится из колонн в виде паров и капелек. Потери абсорбента компенсируют периоди­чески добавляя свежий раствор.

Таким образом, при абсорбционном способе обработки газа необходимо проводить одновременно абсорбцию и десорбцию в двух колоннах.

Движение абсорбента и заданный режим работы обеспечива­ются насосами, теплообменниками, конденсатором и кипятильни­ком. Абсорбционные установки могут состоять из нескольких пар колонн: абсорбер—десорбер. Установки оборудованы контрольно-измерительными приборами КИП и средствами автоматизации.

АБСОРБЕРЫ

Абсорберы — аппараты, предназначенные для извлечения из газа воды, конденсата и вредных примесей (H₂S, CО₂ и др.) путем их поглощения жидкими поглотителями—абсорбента­ми (диэтиленгликолем, керосиновыми фракциями конденсата, эта-ноламинами и др.).

Применяются многофункциональные секционные абсорберы с поглотительными элементами двух типов: колпачковыми и инжек-ционно-центробежными (рис. 38).

В корпусе абсорбера последовательно друг над другом разме­щены три секции: сепарационная I, поглотительная (абсорбцион­ная) II, отбойная (до улавливания) III.

Сепарационная секция оборудована либо мультицик­лонами и сетчатым отбойником, либо центробежными сепараци-онными элементами каскадного типа 16. В этой секции от газа от­деляются жидкая фаза и твердые частицы.

В поглотительной секции размещено либо 15 тарелок колпачкового типа (см. рис. 38, а), либо пять контактных тарелок, каждая из которых оснащена инжекционными центробежными кон­тактными элементами 17 (см. рис. 38, б).

Отбойная секция состоит из сетчатых отбойников или из коагулирующих патронов 18 и сепарационной тарелки с сепа­рационными центробежными элементами 16.

Абсорберы   диаметром 1, 2 м, высотой 15 м и мас­сой 25 т имеют пропускную способность 3—5 млн. м³/ сут.

Газ поступает на вход в абсорбер под давлением до 8 МПа, проходит через сек­цию сепарации, где от него отделяются капельная жид­кость и твердые частицы, которые удаляются через выкидную линию.

В поглотительной секции газ движется вверх, а погло­тительная жидкость—вниз (противоток). На каждой тарелке, в каждом поглоти­тельном элементе контакти­руют газ и жидкость. При этом осуществляется массо-обмен, т. е. вода, конденсат или H₂S и CО₂ переходят в раствор поглотителя. Погло­титель стекает вниз с тарел­ки на тарелку, насыщаясь до заданной степени и на­капливается на глухой та­релке 1. Отсюда он через регулятор уровня 19 удаля-ется из колонны аппарата.

В отбойной секции от га­за отделяют капельки аб­сорбента, предотвращая их унос в газопроводы.

Рис. 38. Абсорберы. а—с колпачковыми; б—с инжекционно-центро-бежными поглотительными элементами; секции; /—сепарационная   (С-1);   Л— поглотительная (абсорбционная); ///—отбойная (доулавливания) (С-2); 1—15 — тарелки с поглотительными колпач­ковыми элементами; 16 — центробежные сепараци­онные элементы; Π — инжекционно-центробежные сепарационные   элементы;  18 — коагулирующие патроны; 19 — регулятор уровня

При осушке газа диэтил-ленгликолем характеристи­ки абсорберов первого и второго типов следующие:

пропускная способность по

газу 3—3, 5 и 6—6, 5 млн. м³/сут, при скоростях газа (в расчете на полное сечение) 0, 1—0, 2 и 0, 6—0, 8 м/с соответственно при дав­лении 8 МПа, унос 10—12 и не более 8 г/тыс, м³ при начальном содержании жидкости 1 г/м³. Степень приближения к равновесию на ступенях контакта 0, 6—0, 7. Концентрация насыщенного диэтиленгликоля (НДЭГа) составляет 96—97%, а регенерированного ди-

этиленгликоля (РДЭГа)—98, 8—99%.

Точка росы осушенного газа снижается до —20 °С что соответ­ствует требованиям ОСТ 51.40—74