Технология переработки природного газа и конденсата - Афанасьев А.И.
ISBN 5-8365-0107-6
Скачать (прямая ссылка):
в) находят равновесное содержание водяных паров в газе делением парциальных давлений водяных паров на общее давле- } IV ние процесса.
По полученным данным строят кривую равновесия. При этом на оси X откладывается молярное содержание воды в осушителе, а по оси Y - равновесное молярное содержание водяных паров в газе. Затем построением ломаной линии между рабочей линией и кривой равновесия определяют число теоретических ступеней контакта.
Зная к.п.д. принятой тарелки, вычисляют число практических тарелок пп по формуле
,ifl-.U
(2.24)
где H1 - число теоретических ступеней контакта; л - к.п.д. тарелки, доли единицы.
При использовании насадочных абсорберов для осушки газа высоту слоя насадки H вычисляют по формуле
(2.25)
где h„
высота насадки, эквивалентная высоте одной теоре-
тической тарелки.
Пример расчета по определению числа теоретических ступеней контакта приведен в работах [12, 28].
79
2.7. ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС БЛОКА РЕГЕНЕРАЦИИ НАСЫЩЕННОГО РАСТВОРА ГЛИКОЛЯ
Как было уже указано в системе сбора и подготовки газа, в ряде случаев используются два ингибитора метанол и диэтиленгликоль В связи с этим большое практическое значение имеет составление материального и теплового балансов БРГ, где сырьем служит раствор, состоящий из воды, метанола и ДЭГа Ниже приводятся расчетные уравнения для составления материального и теплового балансов БРГ на основе [13]
Принципиальная расчетная схема блока регенерации абсорбента (насыщенного раствора ДЭГа) дана на рис 2 42
Материальный баланс БРГ определяется следующими уравнениями , 4
A = Gn а„. J (2 26)
Gn ¦ аг, ' (2 27)
G11-G11 ам, , 1 - (2 28)
Gp=Sl_?l, (2 29)
gJ = Gp(l -а!); • ' A (2 30)
tf"=*.-*i, (2 31)
где G„ - количество насыщенного раствора (HP), кг/ч, G1, -количество регенерированного раствора (PP), кг/ч, а„, аг, ам - массовая доля воды, гликоля и метанола в исходном растворе, g„, g,, gM - количество воды, гликоля и метанола в HP, кг/ч, gl - количество воды в PP, кг/ч, g" - количество выделяемой из HP воды, кг/ч, а1,. _ массовая доля гликоля в PP
Согласно схеме в блоке регенерации абсорбента (БРА) подвод тепла осуществляется в низ колонны - для подогрева смеси, и в холодильник - для охлаждения и конденсации паров, отводимых с верха колонны
При составлении теплового баланса блока регенерации гликоля по сложившейся практике принималось, что насыщенный раствор (HP) после рекуперативного теплообменника в десорбер поступает в однофазном состоянии, т е в жидком виде
При использовании в качестве абсорбента разбавленных растворов и при содержании в насыщенном растворе метанола такое допущение приводит к неточностям при опреде-
80
' "»q.? ЬЧ Л! Pj
Il 'If, • • »
<F „" PP
HP
G
8ф> 'ф
Н-2
K-I Десорбат
Рис 2.42. Расчетная схема блока регенерации насыщенного раствора гликоля
лении теплового баланса рекуперативного теплообменника T-I (см рис 2 42) Следовательно, расчет теплового баланса блока регенерации гликоля должен быть произведен с учетом возможности испарения компонентов насыщенного раствора, при прохождении его через рекуперативный теплообменник T-I Расчет этого аппарата через прямой поток несколько затруднителен, в связи с необходимостью определения равновесных составов образовавшихся фаз Это связано с тем, что неизвестными являются температура насыщенного раствора на выходе из T-I и доля паровой фазы в нем В этих случаях пришлось бы произвести расчет методом последовательных приближений
Результаты наших проработок по этому вопросу опубликованы в работе [7]
Суммарная тепловая нагрузка испарителя десорбера И-1 и рекуперативного теплообменника T-I может определяться по уравнению
Ql = Qs +Q7, (2 32)
где Qg - тепловая нагрузка десорбера, кДж /ч: Q7 - тепловая нагрузка теплообменника T-I
Общая тепловая нагрузка блока регенерации определяется по уравнению
6 - 2364 81
Qs = (Q1 + Q2 + Qj) " (2.33)
где Q, - расход тепла на нагрев сырья от температуры до температуры tH, кДж/ч; Q2 - расход тепла на испарение воды и метанола, выделяемых из HP, кДж/ч; Q3 - расход тепла на нагрев и испарения флегмы, кДж/ч; Kn - коэффициент, учитывающий потери тепла в окружающую среду (принимается по практическим данным).
Значение Q,, Q2 и Q1 определяется по уравнениям
Q1 = Qh-CU11-O; (2.34)
02= tfi •& + *,•*,; (2-35)
Qa = [(*. - *Ф) • <*i • С, + ^ - C4) + (gi • gB • g4- gj] ¦ Kn. (2.36)
В уравнениях (2.32) - (2.36): С - теплоноситель HP при температуре (?,+ ?„)/2, кДж/(кг ¦ °С); G8 и Gn - теплота испарения воды и метанола соответственно, кДж/кг; C0 и C4 -теплоемкость воды и метанола, соответственно, кДж/кг • °С; ti - температура HP на входе в T-I, °С; t„ - температура низа десорбера, °С; tB - температура дистиллята на выходе из десорбера, °С; ?ф - температура флегмы на входе в десорбер, °С.
После определения Q1 вычисляется тепловая нагрузка рекуперативного теплообменника T-I. Расчеты выполняются относительно регенерированному раствору:
