Схема процесса:
- Purified Gas (Очищенный газ)
- Absorber (Абсорбер)
- Sour Gas (Сырой газ)
- Acid Gas (Кислый газ)
- Cooler (Охладитель)
- Lean Amine Solution (Тощий раствор амина)
- Cooler (Охладитель)
- Pump (Насос)
- Regenerator (Регенератор)
- Rich Amine Solution (Насыщенный раствор амина)
- Reboiler (Ребойлер)
- Heat Exchanger (Теплообменник)
NATURAL GAS SWEETENING
Gas Sweetening — процесс удаления H₂S и CO₂ из природного газа с использованием водного раствора амина методом абсорбции. H₂S и CO₂ впоследствии удаляются из раствора амина в процессе регенерации и повторно используются.
Основные компоненты:
- Sweet Gas (Очищенный газ)
- Amine (Амин)
- Acid Gas (Кислый газ)
- Absorption (Абсорбция)
Процесс: Gas + H₂S + CO₂ + Amine → Sweet Gas + Rich Amine
Absorption Process
Физический процесс — процесс разделения газа и жидкости.
Пример применения: очистка газа.
Принцип работы:
- Sour Gas + Lean Amine → Sweet Gas + Rich Amine
- Sour Gas — природный газ + сероводород (H₂S)
- Sweet Gas — природный газ без H₂S
- Rich Amine — амин + H₂S
Основные принципы процесса абсорбции:
- Процесс, в котором жидкость используется для отделения одного из компонентов из газовой смеси
- Фазовое соотношение зависит от давления, температуры и состава жидкого масла
- Работа при высоком давлении и низкой температуре
- При поглощении компонентов температура газа и жидкости увеличивается из-за тепла абсорбции
- В большинстве случаев на абсорбере используются боковые охладители для ограничения повышения температуры и улучшения абсорбции
Contacting Towers (Absorbers)
Contactors — вертикальные колонны, предназначенные для очистки одного компонента (газа) из газового потока с помощью циркулирующего чистого раствора.
Высота до 20 метров, диаметр — несколько метров.
Материальный баланс:
- V = расход пара
- L = расход жидкости
- t, b = верх и низ колонны соответственно
Absorption Column Types
Tray Type (Тарельчатый тип)
- Используются тарелки
- Жидкость течёт сверху вниз
- Газ движется снизу вверх
- Ступенчатый контакт газ-жидкость
- Противоточное движение
Packed Type (Насадочный тип)
- Нет тарелок, используется насадка
- Непрерывный контакт газ-жидкость
- Противоточное движение
- Производительность зависит от хорошего распределения газа и жидкости по всему слою насадки
Выбор типа колонны
Plate columns (Тарельчатые колонны):
- Подходят для широкого диапазона расходов
- Обеспечивают лучшее охлаждение
- Более эффективны
Packed columns (Насадочные колонны):
- Подходят для коррозионных жидкостей
- Лучше работают с пенящимися системами
- Подходят для малых диаметров (<0.6 м)
- Не подходят для очень низких расходов жидкости
Типы насадок
Основные требования:
- Большая площадь поверхности
- Открытая структура
- Равномерное распределение жидкости
- Равномерный поток газа
Материалы насадок:
- Керамические — для коррозионных сред
- Пластиковые — ограничены по температуре
- Металлические — устойчивы к механическим нагрузкам
Типы насадок:
- Raschig rings (Кольца Рашига)
- Pall rings (Кольца Палла)
- Berl saddles (Седла Берла)
- Intalox saddles (Седла Инталокс)
- Super Intalox saddles (Улучшенные седла Инталокс)