Абсорбція вступ

Ефективність установок абсорбційного осушення газу
Експлуатаційні показники установок абсорбційного осушення газу визначають осушення газу визначаються низкою чинників. Це склад сирого газу на вході в УКПГ і в абсорбер, тиск, температура, концентрація водного розчину абсорбенту, що надходить го в абсорбер, кратність циркуляції абсорбенту, ступінь насичення абсорбенту вологою, вміст у газі механічних домішок, мінеральних солей у краплинній і розчиненій волозі.
Експлуатаційні показники також залежать від ефективності роботи обладнання, яка визначається конструктивними особливостями абсорбера, десорбера і внутрішніх контактних та інших внутрішніх пристроїв абсорбера і десорбера, гідродинамічними умовами в абсорбері і десорбері, організацією контакту потоків газу й абсорбенту, характеристиками теплообмінного обладнання тощо.
Підвищення тиску і зниження температури газу знижує вологовміст газу отже, зменшує кількість розчину, яку необхідно подавати на осушення для отримання газу з необхідною температурою точки роси, зменшуються витрати енергії на регенерацію насиченого розчину і подачу розчину гліколю в абсорбер, оскільки знижуються теплові навантаження випарника і повітряного холодильника і потужність насоса для перекачування регенерованого і насиченого розчину гліколю.
Тиск процесу абсорбції є одним з основних параметрів, що визначають кількість та інтенсивність поглинання гліколю.
Визначають кількість та інтенсивність поглинання вологи абсорбентом, кратність циркуляції абсорбції, витрату енергії на роботу циркуляційного насоса, металоємність абсорбера тощо.
Разом з тим, підвищення тиску під час здійснення процесу осушення газу сприяє збільшенню кількості газів низького тиску, що відводяться з трифазного роздільника, вивітрювача і рефлюксної ємності.
У разі збереження обсягу видобутку газу під час зниження пластового тиску збільшується лінійна швидкість газу і порушується нормальний гідродинамічний режим в апаратах УКПГ, що може призводити до збільшення крапельного виносу рідкої фази із вхідних сепараторів і гліколю з абсорберів і з потоком осушеного газу. Також при цьому крапельна волога з мінеральними солями, що містяться в ній, поглинаються розчином абсорбенту, накопичуються в ньому - і тим самим знижують ефективність процесу і надійність експлуатації установок.
Як і тиск, температура процесу осушення газу є одним з основних параметрів, що визначає техніко-економічні показники процесу абсорбційного осушення газу. Залежність між температурою газуі його вологовміст, на відміну від тиску, прямо пропорційна - чим вища температура, тим більший рівноважний вологовміст газу.
Чим нижча температура газу, тим менший його рівноважний вологовміст, і внаслідок цього для поглощення вологи з газу необхідна менша питома витрата абсорбенту однакової концентрації.
А це сприяє зниженню металоємності десорбера і абсорбера та енергоємності блоку регенерації абсорбенту. Однак зниження температури процесу абсорбції призводить до збільшення в'язкості гліколів і, як наслідок, збільшуються гідравлічні опори і тиск газу на виході з абсорбера зменшується. Тому допустима температура контакту газу й абсорбенту обмежується в'язкістю водного розчину гліколю. При значенні в'язкості розчину гліколю значенні в'язкості розчину гліколю понад 100 сП швидкість досягнення рівноважного стану в процесі масообміну між газом і абсорбентом зменшується.
На рисунку представлена графічна залежність між температурою контакту газу й абсорбенту під час осушення газу та оптимальною концентрацією водного розчину ДЕГ і ТЕГ.

Рисунок - Залежність оптимальної температури при осушенні від

концентрації водного розчину ТЕГ (1) і ДЕГ (2)
Під час обґрунтування температури осушення газу і концентрації водного розчину абсорбенту необхідно виходити з того, що вилучення вологи з газової фази призводить до зниження в'язкості розчину, а підвищення температури газу зумовлює необхідність збільшення кратності циркуляції абсорбенту для досягнення тієї самої необхідної температури точки роси. Тому чим більша кількість вологи поглинається гліколем в абсорбері та кратність циркуляції абсорбенту, тим вища потрібна витрата енергії для регенерації абсорбенту.
Зазвичай за температури газу, що надходить в абсорбер, вище 40 °С і особливо, коли осушення газу здійснюють при знижених тисках (наприклад, до введення ДКС), рекомендується газ охолоджувати. При цьому температура абсорбентуна вході в абсорбер не повинна бути вищою за температуру газу більш ніж на 6-8 °С, оскільки це призведе до підвищених втрат гліколю через винесення з потоком осушеного газу.
За температури гліколю, нижчої, ніж температура газу, що надходить в абсорбер відбувається конденсація частини важких вуглеводнів із газу в гліколі, а це може призвести до спінювання абсорбенту. Захлинання тарілок, збільшення гідравлічних опорів через перепад тиску в колонах, збільшення гідравлічних опорів уколонах, і в результаті нормальний технологічний режим проведення процесу порушується у тому випадку, коли газ, що надходить на осушення, має нижчу температуру, ніж абсорбція, то можна, наприклад, встановити рекуперативний теплообмінний апарат "газ - абсорбент" або "абсорбент - абсорбент" для охолодження регенерованого розчину гліколю відповідно сировинним газом або насиченим гліколем, що виходить з абсорбера.
Також важливим параметром процесу абсорбційного осушення газу є кратність абсорбенту, тобто кількість гліколю, що циркулює в системі, що приходить на 1000 нм³ газу газу або на 1 кг видобутої вологи.
Чим більша кратність циркуляції абсорбенту, тим вищі енергетичні витрати. Необхіднапитома витрата розчину гліколю, що подається в абсорбер, визначають, виходячи з з термодинамічних параметрів процесу (тиск, температура) і складу газу, що надходить на осушення.
Вкрай важливою є концентрація абсорбенту - чим вища концентрація, тим менша кратність циркуляції абсорбенту при досягненні однакової температури точки роси або при накової температури точки роси або за тієї самої кратності циркуляції може бути досягнута нижча температура точки роси осушуваного газу.
Концентрація гліколю на вході в абсорбер визначається ступенем регенерації гліколю і залежить від умов процесу його регенерації (температура, тиск, десорбувальний агент).
Концентрацію регенерованого водного розчину гліколю, що надходить в абсорбер, визначають за заданих температури і тиску відповідно до умов термодинамічної рівноваги між пружністю парів вологи над розчином гліколю і пружністю парів вологи в осушеному природному газі.
Концентрацію водного розчину гліколю, що виходить з абсорбера, визначають, виходячи з того, щоб тиск парів вологи над розчином абсорбції вологи над розчином абсорбенту був не нижчим, ніж тиск парів вологи в газі, що надходить на осушення.
Це зазначає що вміст води в насиченому розчині гліколю на виході з абсорбера можна було б мати не менше 10 %. Однак на практиці розведення водногорозчину гліколю за рахунок поглинання вологи з газу здійснюють тільки на нескільки відсотків.
Ступінь насичення гліколю вологою є одним з основнихних показників ефективної роботи установок абсорбційного осушення газу і визначає в системі "адсорбер-десорбер" кількість циркулюючого розчину абсорбенту, енергетичні витрати на роботу насосів, на охолодження і нагріваннярозчину, що циркулює в системі, металоємність основного і допоміжного технологічного обладнання та комунікацій.
Ефективність абсорбційного осушення газу також багато в чому визначається типом пом контактних масообмінних пристроїв, в якості яких в даний час широко використовуються регулярні насадки і масообмінні пристрої вихрового типу.
Для досягнення високих показників за продуктивністю та ефективністю процесу абсорбційного осушення осушення газу насадки, що застосовуються в масообмінних апаратах, повинні задовольняти них апаратів, повинні задовольняти таким основним вимогам:

-мати великі питому поверхню і вільний об'єм;

-мати низький гідравлічний опір і хороше змащення;
-конструкція і елементи насадок повинні забезпечувати рівномірний розподіл потоків газу і рідини за поперечним перерізом і висотою апарата, унеможливлюючи рух абсорбенту і газу вздовж корпусу апарата;
-забезпечувати працездатність апарата в широкому діапазоні парата в широкому діапазоні зміни витрат газу й абсорбенту, зокрема за малих масових співвідношень рідини і газу;
-забезпечувати мінімальне винесення абсорбенту з потоком газу, виконуючи одночасно функції сепаратора.
Також насадка повинна мати малу об'ємну густину, високу корозійну стійкість і достатню ную стійкість і достатню механічну міцність. Для інтенсифікації процесу масообміну між фазами слід використовувативать турбулізацію газової та рідкої фаз, що може досягатися використаннямем різного типу гофрованих і рифлених листів, внутрішніх контактних пристроїв вихрового типу.