Beschrijving
Een skid voor het ontkolen (ontkolen) van aardgas is een belangrijk onderdeel van de zuivering of behandeling van aardgas. PSA (Physical Adsorption) is een energiezuinige ontkolingstechnologie die CO2-adsorptie en -desorptie bewerkstelligt door de werkdruk te variëren. Deze technologie adsorbeert en scheidt CO2 van aardgas bij een werkdruk van 0,5 tot 1 MPa, waarna vacuümdesorptie plaatsvindt om het adsorptiemiddel te regenereren. De PSA-methode behoort tot de fysische adsorptie, hoewel de adsorptiecapaciteit en selectiviteit in vergelijking met chemische adsorptie beperkter zijn. De PSA-methode heeft echter een eenvoudige processtroom, een lange levensduur van het adsorptiemiddel, is gemakkelijk te regenereren en heeft een laag energieverbruik. Daarnaast biedt het voordelen zoals een hoge mate van automatisering, goede milieuvoordelen en een hoge operationele flexibiliteit. Vooral bij hogedruktoevoergas is het meestal niet nodig om het gas opnieuw onder druk te brengen. De PSA-methode kan bij kamertemperatuur worden uitgevoerd zonder verwarming of koeling, waardoor 1 tot 2 keer minder energie wordt verbruikt dan bij de TSA-methode. Bovendien vereist de PSA-methode, vergeleken met de equivalente TSA-methode, een veel lagere adsorptiedosis.
Het koolstofdioxidegehalte in aardgas mag volgens de kwaliteitsnorm niet meer dan 3% bedragen. Koolstofdioxide in water heeft bovendien een zeer sterke corrosieve werking op staal. Bij een gelijke pH-waarde en een hogere zuurgraad van koolstofdioxide is de corrosiegraad van koolstofdioxide op staal ook hoger.
Drukzwaaiadsorptie (PSA) is een nieuwe technologie die wordt gebruikt voor het scheiden van gasmengsels in adsorptiescheidingsprocessen. In vergelijking met de traditionele chemische absorptiemethode is PSA-technologie economisch aantrekkelijk voor de verwijdering en terugwinning van H2S en CO2 uit aardgas en wordt deze technologie dan ook intensief ontwikkeld.
De PSA-gasseparatietechnologie heeft als voordelen een eenvoudige bediening, een laag drukverlies, ontwatering tijdens de verwijdering van CO2, een laag dauwpunt van het gezuiverde gas en water, en de producten voldoen aan de eisen voor gasexport. PSA kan worden gebruikt voor CO2-concentratie en selectieve ontzwaveling van aardgas.
Stroomschema
Adsorptie vond plaats onder druk en desorptie onder verlaagde druk. Omdat de adsorptiecyclus kort is en de adsorptiewarmte niet tijdig kan worden afgevoerd, kan deze worden gebruikt voor desorptie. Daardoor verandert de temperatuur van het adsorptiebed door de adsorptie- en desorptiewarmte nauwelijks, wat kan worden beschouwd als een isotherm proces. Bij een enkel, vast adsorptiebed, of het nu gaat om temperatuurschommelingsadsorptie of drukschommelingsadsorptie, is de adsorptie intermitterend omdat het adsorptiemiddel moet worden geregenereerd. In de industrie worden twee of meer adsorptiebedden gebruikt, zodat de adsorptie en regeneratie van het adsorptiebed afwisselend (of in een cyclus) plaatsvinden, om de continuïteit van het gehele adsorptieproces te waarborgen.
Functionele kenmerken
De efficiëntie van de drukschommelingsadsorptie-ontkolingsinstallatie bedraagt 90%. CO2 kan worden afgescheiden door drukverandering en fysische adsorptie, zonder chemische reactie. Naast CO2-verwijdering wordt PSA-technologie ook veel gebruikt voor de terugwinning en zuivering van H2, CH4, CO, CO2 en andere gassen.
