Установка очищення паливного газу з сірководню

Вступ

З розвитком нашого суспільства ми виступаємо за чисту енергію, тому попит на природний газ як чистий джерело енергії також зростає. Однак у процесі експлуатації природного газу багато газових свердловин часто містять сірководень, який спричиняє корозію обладнання та трубопроводів, забруднює навколишнє середовище та загрожує здоров'ю людини. З розвитком науки і техніки широке використання технології десульфуризації природного газу вирішило ці проблеми, але водночас відповідно зросла вартість очищення та обробки природного газу.

Принцип

Установка для молекулярно-ситової десульфуризації (також звана десульфуризацією), яку також називають установкою для молекулярно-ситового підсолоджування, є ключовим пристроєм у проекті очищення або кондиціонування природного газу.

Молекулярне сито - це кристал алюмосилікату лужного металу зі скелетною структурою та однорідною мікропористою структурою. Це адсорбент з чудовими характеристиками, високою адсорбційною здатністю та селективністю адсорбції. По-перше, у структурі молекулярного сита є багато каналів з однорідним розміром пор та акуратно розташованими отворами, що не тільки забезпечує дуже велику площу поверхні, але й обмежує проникнення молекул, більших за отвори; по-друге, поверхня молекулярного сита має високу полярність завдяки характеристикам іонної решітки, тому воно має високу адсорбційну здатність для ненасичених молекул, полярних молекул та молекул, що поляризуються. Вода та сірководень є полярними молекулами, а діаметр молекул менший за діаметр пор молекулярного сита. Коли необроблений газ, що містить сліди води, проходить через шар молекулярного сита за кімнатної температури, сліди води та сірководню поглинаються. Таким чином, вміст води та сірководню в вихідному газі зменшується, і досягається мета зневоднення та десульфуризації. Процес адсорбції молекулярного сита включає капілярну конденсацію та фізичну адсорбцію, спричинену силою Ван-дер-Ваальса. Згідно з рівнянням Кельвіна, капілярна конденсація зменшується зі збільшенням температури, тоді як фізична адсорбція є екзотермічним процесом, а її адсорбція зменшується зі збільшенням температури та збільшується зі збільшенням тиску; тому процес адсорбції молекулярного сита зазвичай проводиться при низькій температурі та високому тиску, тоді як аналітична регенерація проводиться при високій температурі та зниженому тиску. Під дією високої температури, чистого та низького тиску регенераційного газу адсорбент молекулярного сита вивільняє адсорбат з мікропор у потік регенераційного газу, доки кількість адсорбату в адсорбенті не досягне дуже низького рівня. Він також має здатність адсорбувати воду та сірководень із вихідного газу, реалізуючи процес регенерації та рециркуляції сита.

Технологічний процес

Процес обробки зображено на схемі. Установка використовує три башти: одну для адсорбції, одну для регенерації та одну для охолодження. Коли вихідний газ потрапляє в установку, його температура знижується за допомогою блоку попереднього охолодження, потім вільна вода видаляється коалесцентним сепаратором, а потім потрапляє до вежі молекулярного сита для десульфурації a-801, a-802 та a-803. Вода та сірководень у вихідному газі адсорбуються молекулярним ситом для здійснення процесу дегідратації та адсорбції сірководню. Очищений газ для дегідратації та видалення сірководню потрапляє до пилового фільтра продуктового газу для видалення пилу молекулярного сита та експортується як продуктовий газ.

Молекулярне сито потребує регенерації після адсорбції певної кількості води та сірководню. Частина газоподібного продукту виводиться з газоподібного продукту після фільтрації пилу як регенераційний газ. Після нагрівання газу до 270 ℃ у нагрівальній печі, башта поступово нагрівається до 270 ℃ зверху вниз через башту десульфурації молекулярного сита, яка завершила процес адсорбції, таким чином, вода та сірководень, адсорбовані на молекулярному ситі, можуть бути розділені на збагачений регенераційний газ та завершити процес регенерації.

Багатий регенераційний газ після виходу з регенераційної вежі потрапляє до конденсатора регенераційного газу, де охолоджується приблизно до 50 ℃, після чого газ охолоджується та подається до факельного колектора.

Після регенерації вежу молекулярного сита необхідно охолодити. Для повного відновлення та використання теплової енергії регенераційний газ спочатку використовується як газ холодного продування, а потім вежа охолоджується зверху вниз приблизно до 50 ℃ через вежу знесульфурації молекулярного сита, яка завершила процес регенерації. Одночасно вона попередньо нагрівається самостійно. Після виходу з охолоджувальної вежі газ холодного продування потрапляє в нагрівальну піч регенераційного газу для нагрівання, а потім регенерує вежу знесульфурації молекулярного сита як збіднений регенераційний газ. Пристрій перемикається кожні 8 годин.

Параметр проектування