Установка для десульфуризации с использованием молекулярных сит

Принцип

Установка для десульфуризации (обеззараживания) с использованием молекулярных сит, также называемая установкой для очистки природного газа с помощью молекулярных сит, является ключевым устройством в процессах очистки или подготовки природного газа. Молекулярное сито представляет собой кристалл алюмосиликата щелочного металла с каркасной структурой и однородной микропористой структурой. Когда подаваемый газ, содержащий следы воды, проходит через слой молекулярного сита при комнатной температуре, следы воды и меркаптан абсорбируются, тем самым снижая содержание воды и меркаптанов в подаваемом газе, реализуя цель обезвоживания и десульфуризации. Процесс адсорбции на молекулярном сите включает капиллярную конденсацию и физическую адсорбцию, вызванную силами Ван дер Ваальса. Из уравнения Кельвина видно, что капиллярная конденсация ослабевает с повышением температуры, в то время как физическая адсорбция является экзотермическим процессом, и ее адсорбция ослабевает с повышением температуры и усиливается с повышением давления; Поэтому процесс адсорбции молекулярного сита обычно проводится при низкой температуре и высоком давлении, а десорбционная регенерация — при высокой температуре и низком давлении. Под действием высокотемпературного, чистого и низкодавленного регенерационного газа адсорбент молекулярного сита высвобождает адсорбат из микропор в поток регенерационного газа до тех пор, пока количество адсорбата в адсорбенте не снизится до очень низкого уровня, и приобретает способность поглощать воду и меркаптан из подаваемого газа, реализуя процесс регенерации и повторного использования молекулярного сита.

Технологический процесс

На схеме показана технологическая схема установки десульфуризации природного газа с использованием молекулярных сит. Установка использует трехбашенный процесс: адсорбционную, регенерационную и охлаждающую. После удаления уносящей углеводородной жидкости через фильтр-сепаратор подаваемого газа, подаваемый газ поступает в башню десульфуризации с молекулярными ситами. Вода и меркаптан из подаваемого газа адсорбируются молекулярными ситами, осуществляя процессы обезвоживания и адсорбции меркаптана. Очищенный газ после обезвоживания и удаления меркаптана поступает в пылевой фильтр для продуктового газа, где удаляется пыль с молекулярных сит, после чего он экспортируется в виде продуктового газа.

Молекулярные сита необходимо регенерировать после адсорбции определенного количества воды и меркаптана. После фильтрации пыли из продуктового газа часть его отбирается в качестве регенерационного газа. После нагрева газа до 300 ℃ в нагревательной печи, в колонне для десульфуризации молекулярных сит постепенно повышается температура до 272 ℃, при этом процесс адсорбции завершается снизу вверх, что позволяет отделить адсорбированные на молекулярном сите воду и меркаптан и получить обогащенный регенерационный газ для завершения процесса регенерации.

Параметры проектирования

Максимальная производительность погрузки/разгрузки: 2200 тонн м³/ч.
Рабочее давление системы 3,5~5,0 МПа.
Расчетное давление системы: 6,3 МПа·г.
Температура адсорбции 44,9℃