Технология переработки природного газа и конденсата - Афанасьев А.И.
ISBN 5-8365-0107-6
Скачать (прямая ссылка):
Цеолит NaX инертен к действию капельной влаги в исходном газе и при регенерации его в процессе нагрева, испарения влаги и ее конденсации при контакте с холодным (еще не нагретым) слоями сорбента.
Цеолит NaX более устойчив к воздействию низких температур, чем силикагель. Опыт эксплуатации адсорбентов в северных условиях (Мессояха, Медвежье), а также научные исследования показывают, что при многократных воздействиях низких температур силикагель растрескивается: обводненный силикагель разрушается на 15-20 %, а регенерированный - на 5-7 %; цеолит же в этих условиях визуально не изменяется и не снижает своих свойств (емкости, прочности и т.д.).
Цеолит NaX требует более высокой температуры регенерации. При этом происходит более глубокая десорбция тяжелых углеводородов, но следует отметить, что нагрев слоя выше 320-350 0C может вызвать закоксовывание пор цеолита и привести к снижению его активности. Суммарную активность цеолита NaX по воде и другим компонентам к концу эксплуатационного периода можно принять, равной 9 % мае.
Высокая механическая прочность адсорбента NaX позволит колонны эксплуатировать при минимальном перепаде давления, близким к его расчетному значению.
Основные показатели адсорбента NaX следующие:
Кажущаяся плотность, кг/м'......... 1080-1160
Насыпная плотность, кг/м3.......... 680-740
Пористость, %............................ 40
Теплоемкость, ккал/кг-°С............. 22
Активность по воде, %:
при 25 0C............................... 32
при 100 0C.............................. 16
Срок службы можно принимать 2,5-3 года.
Молекулярные сита NaX изготавливаются Ишимбаевским и Салаватским нефтехимическими заводами.
При принятии в качестве адсорбента цеолита NaX температура регенерации (нагрев адсорбента) составит 320 °С. Благодаря этому, в будущем, при необходимости переход на дру-
90
гие адсорбенты не потребует реконструкцию систем регенерации.
Если ставится задача только по осушке газа, то целесообразно применение цеолита NaA. Основные показатели адсорбента цеолита NaA близки к значениям, приведенным выше для цеолита NaX. Основное отличие цеолита NaA от NaX в том, что он поглащает компоненты промышленных газов, критический размер молекул которых не превышает 0,4 м, т.е. не сорбирует пропан и органические соединения с числом атомов углерода более 3.
В зависимости от удельного количества извлекаемых компонентов, глубины осушки газа, характеристики применяемого оборудования и свойства адсорбентов на практике могут реализоваться схемы 3-х и 2-х адсорберных установок осушки газа.
Самые крупные промышленные установки адсорбционной осушки газа построены и эксплуатируются на месторождении Медвежье. Всего построены 5 УКПГ. Каждая технологическая нитка этих установок включает в себя двух адсорберов.
Номинальная производительность каждой УКПГ составляет 8 млрд. м:( в год или 24 млн. м!/сут. Каждая УКПГ состоит из 4-х технологических ниток пропускной способностью одной нитки 2 млрд. м! в год или 6 млн. м'/сут при давлении 7,7 МПа.
Принципиальная схема технологической нитки приведена на рис. 2.44.
Перед поступлением в адсорберы из сырьевого газа в сепараторе C-I отделяются механические примеси и капельная жидкость. После сепаратора газ сверху вниз проходит через один из адсорберов. Осушенный газ отводится в коллектор сухого газа. Второй адсорбер в это время находится на стадии регенерации (нагрев, охлаждение или ожидание) .
Газ регенерации отбирается из потока осушенного газа и компрессором ДК подается в печь подогрева П-1 и с температурой 180-200 °С подается снизу вверх через адсорбер, в котором производится десорбция воды и тяжелых углеводородов. Отработанный газ регенерации охлаждается в воздушном холодильнике BX и поступает в сепаратор С-2, где из газа отделяются сконденсировавшиеся углеводороды и вода. После С-2 газ возвращается во входной сепаратор C-I и повторно проходит весь цикл.
В табл. 2.19 приведены проектные показатели адсорбционной установки осушки газа. По проекту предусматривалась комбинированная загрузка адсорбента: защитный слой - круп-
91
T
Рис. 2.44. Принципиальная технологическая схема адсорбционной установки осушки газа месторождения Медвежье:
/ - влажный газ, // - осушенный газ, III - отработанный газ регенерации, A-I, А-2 - адсорберы, П-1 - печь, C-I, С-2 - сепараторы, BX - воздушный холодильник, ДК - дожимной компрессор (газодувка)
нопористый силикагель типа В, а основной осушающий слой -мелкопористый силикагель типа А
Перед защитным слоем устанавливается слой муллита, который представляет собой твердые частицы, близкие по форме к сфере диаметром 7-40 мм Назначение слоя - обеспечение равномерного распределения газа по сечению аппарата
Таблица 2 19
Проектные показатели адсорбционной установки Медвежьего месторождения
Показатели Стадии процесса"
Адсорбция Десорбция Охлаждение
Расход газа Давление, ата Температура, °С Длительность цикла, ч Скорость газа в адсорбере, м/с В конце срока эксплуатации Направление потока сверху 250 77 14-16 12'-35 0,15 силикагеля (ч< вниз 8,1 78,5 180-210 8-20 ;рез 2 года) 8,1 78,5 До 50 4'-6
