Результат интеллектуальной деятельности: УСТАНОВКА ГЛИКОЛЕВОЙ ОСУШКИ (ВАРИАНТЫ)

Изобретение относится к установкам абсорбционной осушки газов гликолями и может быть использовано в газовой промышленности.

Известна и широко используется в промысловых условиях установка абсорбционной осушки газа [Гриценко А.И. и др. Сбор и промысловая подготовка газа на северных месторождениях России. - М.: ОАО ''Издательство ''Недра'', 1999., с. 314], содержащая многофункциональный аппарат с нижней и верхней сепарационной и средней контактной секцией, емкости насыщенного и регенерированного гликоля и вакуумную регенерационную колонну с рекуперационным теплообменником, конденсатором, рефлюксной емкостью, испарителем, насосом регенерированного гликоля и вакуумным насосом.

Основным недостатком известной установки является неэффективная осушка газа с повышенной температурой из-за высокого парциального давления паров воды над регенерированным гликолем при температуре абсорбции.

Наиболее близка по технической сущности к заявляемому изобретению установка двухступенчатой гликолевой осушки газа [Гриценко А.И. и др. Сбор и промысловая подготовка газа на северных месторождениях России. - М.: ОАО ''Издательство ''Недра'', 1999., с. 322] с линией вывода осушенного газа, включающая две ступени (блока) абсорбции, каждая с узлом подготовки газа в виде входного сепаратора и абсорбером, устройство для компримирования и охлаждения предварительно осушенного газа между ними в составе дожимной компрессорной станции, аппарата воздушного охлаждения и станции охлаждения газа, а также источник регенерированного гликоля. При этом ступени абсорбции соединены линией подачи частично насыщенного гликоля, а вторая ступень оснащена линией вывода насыщенного гликоля.

Недостатками данной установки являются сложность из-за использования большого количества оборудования и высокие энергозатраты на охлаждение газа перед второй ступенью сепарации из-за нагревания газа при сжатии на дожимной компрессорной станции.

Задачей изобретения является упрощение установки и снижение энергозатрат.

Техническим результатом является упрощение установки за счет ее оснащения одним блоком абсорбции с узлом подготовки газа и абсорбером, оборудованным двумя тепломассообменными противоточно охлаждаемыми секциями, что позволяет исключить из состава установки один блок абсорбции и оборудование для предварительного охлаждения газа. Снижение энергозатрат достигается за счет оснащения абсорбера линией подачи на регенерацию насыщенного гликоля, уже нагретого в тепломассообменных секциях, а также за счет оснащения абсорбера линиями подачи регенерированного и глубоко регенерированного гликоля.

Предложено два варианта установки.

Указанный технический результат в первом варианте достигается тем, что в предлагаемой установке с линией вывода осушенного газа, включающей блок абсорбции с узлом подготовки газа и абсорбером, а также источник регенерированного гликоля, особенностью является то, что в качестве источника регенерированного гликоля установлен блок регенерации гликоля, абсорбер оснащен верхней и нижней противоточно охлаждаемыми тепломассообменными секциями, а выше и ниже верхней секции к абсорберу примыкают линии подачи из блока регенерации глубоко регенерированного и регенерированного гликоля, соответственно.

Второй вариант отличается тем, что верх абсорбера соединен с нижней тепломассообменной секцией линией подачи осушенного газа в качестве хладоагента.

В верхней части абсорбера или на линии вывода осушенного газа может быть дополнительно установлено сепарационное устройство для предотвращения капельного уноса гликоля, а во втором варианте на линии подачи осушенного газа в качестве хладоагента дополнительно может быть установлено редуцирующее устройство для снижения температуры газа, поступающего в рекуперационный теплообменник, что еще более уменьшает энергозатраты на охлаждение газа.

Узел подготовки газа может быть выполнен, например, в виде центробежно-вихревого и/или емкостного сепаратора, тепломассообменные секции абсорбера - в виде устройств трубчатого или насадочного типа с теплообменным, контактным и сепарационным узлами. Для удобства обслуживания теплообменные и/или сепарационные узлы могут быть выполнены в виде отдельных аппаратов, вынесенных из корпуса абсорбера. В качестве блока регенерации гликоля может быть использована, например, вакуумная ректификационная колонна.

Оснащение установки абсорбером с верхней и нижней противоточно охлаждаемыми тепломассообменными секциями, к которому выше и ниже верхней секции примыкают линии подачи из блока регенерации глубоко регенерированного и регенерированного гликоля, соответственно, позволяет снизить энергозатраты на регенерацию гликоля за счет поглощения основного количества паров воды в нижней секции менее концентрированным регенерированным гликолем, для получения которого требуется меньший расход энергии в блоке регенерации. Противоточное охлаждение тепломассообменных секций позволяет осушать газ в условиях отрицательного градиента температур, за счет чего выводить осушенный газ при минимальной температуре, а насыщенный гликоль - при максимальной температуре, близкой к температуре осушаемого газа, что снижает энергозатраты как на охлаждение газа, так и на регенерацию гликоля, а также упрощает установку, давая возможность сократить количество единиц оборудования. Соединение верха абсорбера с нижней тепломассообменной секцией линией подачи осушенного газа в качестве хладоагента во втором варианте установки снижает энергозатраты на охлаждение за счет рекуперации холода осушенного газа.

Предлагаемая установка в обоих вариантах включает узел подготовки газа 1, абсорбер 2 с двумя тепломассообменными секциями и блок регенерации гликоля 3.

При работе первого варианта установки (фиг. 1) влажный газ по линии 4, после предварительной подготовки в узле 1, направляют в нижнюю часть абсорбера 2 с верхней и нижней тепломассообменными секциями, в которые по линии 5 противотоком подают хладоагент, при этом выше верхней секции из блока 3 по линии 6 подают глубоко регенерированный гликоль, а ниже верхней секции по линии 7 - регенерированный гликоль. Из верха абсорбера 2 по линии 8 выводят осушенный газ, а из низа, по линии 9 насыщенный гликоль подают в блок 3, из которого по линии 10 выводят водный конденсат.

При работе второго варианта установки (фиг. 2) в верхнюю тепломассообменную секцию по линии 5 подают хладоагент, а в нижнюю в качестве хладоагента по линии 8 противотоком подают осушенный газ. В верхней части абсорбера 2 или на линии 8 после абсорбера в обоих вариантах установки может быть установлено сепарационное устройство (условно не показано), а во втором варианте может быть размещено редуцирующее устройство 11 (показано пунктиром).

Таким образом, предлагаемая установка проста, позволяет снизить энергозатраты и может быть использована в промышленности.