unité de désulfuration par tamis moléculaire

Principe

Le système de désulfuration par tamis moléculaire, également appelé système d'adoucissement par tamis moléculaire, est un équipement clé pour la purification ou le conditionnement du gaz naturel. Le tamis moléculaire est un cristal d'aluminosilicate de métal alcalin présentant une structure réticulaire et une microporosité uniforme. Lorsque le gaz d'alimentation contenant des traces d'eau traverse le lit de tamis moléculaire à température ambiante, ces traces d'eau et les mercaptans sont absorbés, réduisant ainsi leur teneur dans le gaz d'alimentation et permettant sa déshydratation et sa désulfuration. Le processus d'adsorption sur le tamis moléculaire comprend la condensation capillaire et l'adsorption physique due aux forces de van der Waals. D'après l'équation de Kelvin, la condensation capillaire diminue avec l'augmentation de la température, tandis que l'adsorption physique est un processus exothermique. Son intensité diminue avec l'augmentation de la température et augmente avec celle de la pression. Par conséquent, l'adsorption sur le tamis moléculaire est généralement réalisée à basse température et haute pression, tandis que la régénération par désorption est effectuée à haute température et basse pression. Sous l'action d'un gaz de régénération à haute température, propre et à basse pression, l'adsorbant à tamis moléculaire libère l'adsorbat contenu dans les micropores dans le flux de gaz de régénération jusqu'à ce que la quantité d'adsorbat dans l'adsorbant atteigne un niveau très bas, et a la capacité d'absorber l'eau et le mercaptan du gaz d'alimentation, réalisant ainsi le processus de régénération et de recyclage du tamis moléculaire.

Processus technologique

Le schéma illustre le procédé de désulfuration du gaz naturel par tamis moléculaire. L'unité utilise un système à trois tours : une tour d'adsorption, une tour de régénération et une tour de refroidissement. Après séparation des hydrocarbures liquides entraînés par un filtre-séparateur, le gaz d'alimentation pénètre dans la tour de désulfuration. L'eau et les mercaptans présents dans le gaz d'alimentation sont adsorbés par le tamis moléculaire, permettant ainsi la déshydratation et l'adsorption des mercaptans. Le gaz purifié, après déshydratation et élimination des mercaptans, passe ensuite dans un filtre à poussières pour éliminer les particules de tamis moléculaire, puis est exporté sous forme de gaz produit.

Les tamis moléculaires doivent être régénérés après avoir adsorbé une certaine quantité d'eau et de mercaptan. Après filtration des poussières du gaz de synthèse, une partie de ce gaz est extraite comme gaz de régénération. Ce gaz est ensuite chauffé à 300 °C dans un four, puis la température est progressivement portée à 272 °C à travers la tour de désulfuration à tamis moléculaires, où l'adsorption s'est effectuée de bas en haut. Ce processus permet de séparer l'eau et le mercaptan adsorbés sur le tamis moléculaire et de constituer un gaz de régénération riche, achevant ainsi la régénération.

Paramètre de conception

Capacité de traitement maximale : 2 200 m³/h
Pression de service du système : 3,5 à 5,0 MPa.g
Pression de conception du système : 6,3 MPa.g
Température d'adsorption 44,9℃