Eliminación de H₂S de alta calidad en fábricas de gas natural de China - Plataforma de desulfuración por tamiz molecular - Rongteng

Principio

El sistema de desulfuración por tamiz molecular, también llamado sistema de endulzamiento por tamiz molecular, es un dispositivo clave en la purificación y el acondicionamiento de gas natural. El tamiz molecular es un cristal de aluminosilicato de metal alcalino con estructura de marco y microporos uniformes. Cuando el gas de alimentación con trazas de agua pasa a través del lecho del tamiz molecular a temperatura ambiente, estas y el mercaptano se absorben, reduciendo así el contenido de agua y mercaptano en el gas de alimentación, logrando así el propósito de la deshidratación y la desulfuración. El proceso de adsorción del tamiz molecular incluye la condensación capilar y la adsorción física causada por la fuerza de van der Waals. De la ecuación de Kelvin, se puede ver que la condensación capilar se debilita con el aumento de la temperatura, mientras que la adsorción física es un proceso exotérmico, y su adsorción se debilita con el aumento de la temperatura y aumenta con el aumento de la presión. Por lo tanto, el proceso de adsorción del tamiz molecular se realiza generalmente a baja temperatura y alta presión, mientras que la regeneración por desorción se realiza a alta temperatura y baja presión. Bajo la acción del gas de regeneración a alta temperatura, limpio y a baja presión, el adsorbente del tamiz molecular libera el adsorbato del microporo en el flujo de gas de regeneración hasta que la cantidad de adsorbato en el adsorbente alcanza un nivel muy bajo y tiene la capacidad de absorber agua y mercaptano del gas de alimentación, lo que permite el proceso de regeneración y reciclaje del tamiz molecular.

Proceso tecnológico

El diagrama muestra el flujo del proceso de desulfuración de gas natural mediante tamices moleculares. La unidad utiliza tres torres: una de adsorción, otra de regeneración y otra de enfriamiento. Tras eliminar el hidrocarburo líquido arrastrado a través del filtro separador de gas de alimentación, este ingresa a la torre de desulfuración mediante tamices moleculares. El agua y el mercaptano presentes en el gas de alimentación son adsorbidos por el tamiz molecular para realizar el proceso de deshidratación y adsorción de mercaptano. El gas purificado, tras la deshidratación y la eliminación de mercaptano, ingresa al filtro de polvo de gas producto para eliminar el polvo del tamiz molecular y posteriormente se exporta como gas producto.

Los tamices moleculares deben regenerarse tras adsorber cierta cantidad de agua y mercaptano. Tras filtrar el polvo del gas producto, una parte se extrae como gas de regeneración. Tras calentar el gas a 300 °C en el horno de calentamiento, la torre se calienta gradualmente a 272 °C a través de la torre de desulfuración de tamices moleculares, que ha completado el proceso de adsorción de abajo a arriba. De esta manera, el agua y el mercaptano adsorbidos en el tamiz molecular se separan y se convierten en gas de regeneración rico, completando así el proceso de regeneración.

Parámetro de diseño

Capacidad máxima de manejo 2200 St.m3/h
Presión de funcionamiento del sistema 3,5~5,0 MPa.g
Presión de diseño del sistema 6,3 MPa.g
Temperatura de adsorción 44,9℃