Технология переработки природного газа и конденсата - Афанасьев А.И.
ISBN 5-8365-0107-6
Скачать (прямая ссылка):
Количество регенерированного раствора, необходимого для осушки газа до требуемой точки росы, определяют по уравне-
G = J™2_ ' ' ; (2.5)
X1-X2
где G - расход регенерированного абсорбента, кг/1000 м3; X1 и X2 - массовая доля осушителя в исходном и насыщенном растворах соответственно.
При расчетах можно также принимать удельный расход абсорбента, затем определить массовую долю осушителя в насыщенном растворе по уравнению
75
О 10 20 ЗО 40 Содержание солей, % мас.
Рис. 2.39. Зависимость K1 от минерализации воды
0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 р Относительная плотность
тельной плотности газа
G-W
(2.6)
Общий расход регенерированного раствора определяют по формуле
G0611x = GQ, , (2.7)
расход абсорбента, кг/ч; Q
расход газа,
где Go6ui тыс. м3/ч.
Равновесное влагосодержание газа на входе в абсорбер и на выходе из него в зависимости от температуры и давления определяют по уравнению (2.2).
Опыт эксплуатации установок осушки показывает, что практически точка росы осушенного газа всегда на несколько градусов выше, чем теоретическая, определяемая по графикам (см. рис. 2.23 и 2.24).
Количество насыщенного раствора на выходе из абсорбера рассчитывают по уравнению
G11 = G+ W+ QrG, (2.8)
где G11 - количество насыщенного абсорбента, кг/1000 м3; Q1 -количество поглощенных компонентов газа (без влаги), кг/кг осушителя.
При определении молярного содержания воды в насыщенном растворе осушителя значением qT, как правило, пренебрегают.
Массу влаги и осушителя в исходном растворе обозначим через qB и q0 соответственно. Тогда получим
qB = G(I-X1);
(2.9)
76
q,= GXt. ¦ (2.10)
r t »і . ''
Отсюда число молей воды п„ и осушителя п0 в исходном
растворе будут равны, s tl • ., /• « ч н • .,,».,
. (2Л1)
па = ^, ' ' ''I (2.12)
где 18 - молекулярная масса воды; M0 - молекулярная масса осушителя, входящего в состав его раствора.
Следовательно, количество исходного раствора осушителя L1 (в кмоль/1000 м1) может определяться как сумма п„и п0:
G[M0(I - X1) +18X1] 18M0
С помощью уравнений (2.11)-(2.13) можно определить молярное содержание воды (Xn) и осушителя (X0) в исходном растворе, подаваемом в абсорбер:
X,,=^= M0(I-X2) -(2.14)
I1 M0(I-X1)+ 18X1 . 4 . *
X0=^.= / 18Xt-. l. ' ' (2.15)
I1 M0(I-X1)+ 18X1
Определим число молей и молярное содержание воды и осушителя в насыщенном растворе. Число молей поглощенной из газа воды будет равно W/18. Следовательно, число молей воды в насыщенном растворе пв может определяться как сумма "в + W/18 и составит
„ ,G(I-X1)+ VV 3'Ш ' ' ^
Число молей насыщенного раствора X2 составит
18 18M0
Зная число молей воды и осушителя в насыщенном растворе, можно определить их молярную концентрацию на выходе абсорбента из абсорбера:
X - = M0[G(I-Xi) + W] . і •„.«.u.- ( 8)
" I2 M0[G(I-X1)+ W]+18GX1 ' " WiV ' v •
77
Число молей воды в газе на входе в абсорбер У, и на выходе из него Y2 рассчитывают по уравнениям
У j^ = _wsbir_ (2 20)
18П, 18 1000-293
У и^т , ' (2.21)
18П, 18-1000-293
где Пг - количество осушаемого газа, кмоль/1000 м3,
П, = 293 1000 . (2.22)
24, 05 Г
Определение числа теоретических ступеней контакта в абсорбере. Для достижения равновесия между газом и абсорбентом необходим соответствующий контакт между ними. Этот контакт осуществляется с использованием как тарелок, так и насадок. Число ступеней контакта может определяться графическим методом Мак - Кеба и аналитическим методом Крем-сера [12].
Графический метод. Расчетная схема этого метода представлена на рис. 2.41. Точки AnB соответствуют входу газа и абсорбента в абсорбер. Линия, соединяющая эти две точки, характеризует изменение концентрации воды в газовой и жидкой фазах и описывается уравнением
ПГ(У, - Y2) = L1(X, - X0). (2.23)
Линия AB называется рабочей (оперативной) линией и показывает равенство между количеством воды, выделенной из газа, и количеством воды, поглощенной раствором осушителя.
По существу формула (2.23) является уравнением материального баланса абсорбера относительно влаги.
Точки А и В имеют следующие координаты: Л(ХВ, У,); ЖХВ, Y2).
После определения координат точек А и В в системе координат X-Y проводят рабочую линию AB. Здесь X - концентрация воды в жидкой фазе, моль/моль; У - то же в газовой фазе, моль/моль.
Второй этап определения числа теоретических ступеней контакта - построение кривой равновесия, которая характеризует взаимосвязь между молярным содержанием воды в растворе осушителя и равновесным молярным содержанием водя-
78
Рис. 2.41. Расчетная схема опеределения числа тарелок в абсорбере:
I - сырьевой газ; // - осушенный газ; III - РГ; IV - МГ
II
А
B(X'B,Y2)
IJI
"tu
ных паров в газовой фазе. Кривую равновесия строят таким : образом:
а) определяют молярное со- < держание воды в растворах по уравнению (2.23); '
б) находят парциальное давление водяных паров над растворами соответствующих кон- AQQ,Yx) центраций при заданной темпе- ] * ратуре контакта;
