Cтраница 1
Эффективность работы низкотемпературных адсорберов, предназначенных для очистки технологических потоков от примесей, концентрации которых составляют менее 1 млн -, определяется качеством используемого сорбента и подготовкой его к работе. [1]
В отличие от схемы на рис. 63 в данной установке нет регенераторов, водородного компрессора высокого давления и вакуум-насосов для откачки паров N2, однако в нее включены колонна промывки жидким метаном и низкотемпературные адсорберы. В обеих схемах необходимо получать очень чистый водород, который отводится из куба колонны для разделения смеси Н2 - Не, так как этот поток используется для регенерации адсорберов или, как это имеет место в схеме на рис. 63, для очистки регенераторов. Холодопотери криогенного блока компенсируются за счет холодопроизводительности азотного цикла в сочетании с холодом, получаемым за счет дроссель-эффекта азотной и метановой фракций. [2]
Использование различных аппаратов для указанных способов очистки усложняет схему установки и ее эксплуатацию. Щелочная очистка от СО2, требующая громоздкого оборудования, является и недостаточно эффективной. Низкотемпературные адсорберы двуокиси углерода обеспечивают высокую степень очистки воздуха одновременно от СО2 и ацетилена, но требуют дополнительного расхода холода. [3]
Исходная газовая смесь после очистки от СО2 при р 1 4 МПа и температуре до 323 К поступает в предварительный теплообменник 1, где охлаждается азотоводородной смесью до 285 К. Дальнейшее охлаждение конвертированного газа осуществляется в теплообменниках 4 и 5, находящихся в криогенном блоке. В этих аппаратах газ охлаждается до 185 К, после чего направляется в низкотемпературные адсорберы 6, предназначенные для улавливания из газа окислов азота. На выходе из этих аппаратов температура газа понижается до 96 К, что сопровождается конденсацией метановой фракции. Жидкий азот, дросселирующийся в верхнюю часть трубного пространства сатуратора, стекает по трубкам вниз, а навстречу ему движется поток азотоводородной смеси, который насыщается азотом. Этот процесс сопровождается охлаждением азота и азотоводородной смеси. [4]
Но в связи с тем что в адсорберы тонкой очистки от азота поступает гелий с молярной долей азота до 1 - 2 %, они требуют большего количества жидкого азота по сравнению с низкотемпературными адсорберами в других схемах. Кроме того, адсорберы, применяемые в этой схеме, будут по своим габаритам превосходить адсорберы, используемые в других схемах. В схеме с отмывкой азота жидким метаном расход азота несколько меньше, чем в схеме с конденсацией азота при высоком давлении, и меньше содержание примесей в гелии, поступающем в низкотемпературные адсорберы, но она более сложна по аппаратурному оформлению. [5]
В результате сравнительного анализа предпочтение было отдано методу отмывки жидким метаном [124], так как оказалось, что в этом случае при 24-часовом цикле работы каждого адсорбера требуется около 1000 кг активированного угля против 2000 кг при втором методе очистки. Для ожижения гелия используется криогенный цикл с последовательным расширением гелия в двух турбодетандерах. Другим видом продукции, получаемой на установке, является горючий газ, состоящий в основном из метана и имеющий удельную теплоту сгорания около 40000 кДж / м3, который сжимается компрессором 2 до 3 6 МПа и подается в трубопровод. На установке используется несколько криогенных циклов, которые в принципе можно рассматривать как четырехступенчатый каскадный цикл. Пропан, конденсация которого на установке производится с помощью воды при температуре 303 К, частично используется для охлаждения природного газа после моноэтаноламино-вой очистки в испарителе пропана и конденсации паров воды, где он кипит при Т273 К, а другая его часть испаряется при более низком давлении при Т 233 К, обеспечивая конденсацию этилена. В свою очередь, этилен, испаряясь, обеспечивает холод для вывода фракции бензина-сырца и охлаждение природного газа, при котором частично конденсируется метан. Последний подвергается дальнейшему охлаждению до 117 К и сдросселированный до р 0 15 МПа используется для сжижения азота, сжатого до 2 5 МПа. Другая часть жидкого азота ( на рис. 53 не показано) поступает на охлаждение низкотемпературных адсорберов и в гелиевый сжижитель. Жидкий азот, испаряясь, обеспечивает необходимое охлаждение гелия в гелиевом цикле, охлаждение низкотемпературных адсорберов и природного газа в теплообменниках и понижение температуры промывочного метана. [6]
В результате сравнительного анализа предпочтение было отдано методу отмывки жидким метаном [124], так как оказалось, что в этом случае при 24-часовом цикле работы каждого адсорбера требуется около 1000 кг активированного угля против 2000 кг при втором методе очистки. Для ожижения гелия используется криогенный цикл с последовательным расширением гелия в двух турбодетандерах. Другим видом продукции, получаемой на установке, является горючий газ, состоящий в основном из метана и имеющий удельную теплоту сгорания около 40000 кДж / м3, который сжимается компрессором 2 до 3 6 МПа и подается в трубопровод. На установке используется несколько криогенных циклов, которые в принципе можно рассматривать как четырехступенчатый каскадный цикл. Пропан, конденсация которого на установке производится с помощью воды при температуре 303 К, частично используется для охлаждения природного газа после моноэтаноламино-вой очистки в испарителе пропана и конденсации паров воды, где он кипит при Т273 К, а другая его часть испаряется при более низком давлении при Т 233 К, обеспечивая конденсацию этилена. В свою очередь, этилен, испаряясь, обеспечивает холод для вывода фракции бензина-сырца и охлаждение природного газа, при котором частично конденсируется метан. Последний подвергается дальнейшему охлаждению до 117 К и сдросселированный до р 0 15 МПа используется для сжижения азота, сжатого до 2 5 МПа. Другая часть жидкого азота ( на рис. 53 не показано) поступает на охлаждение низкотемпературных адсорберов и в гелиевый сжижитель. Жидкий азот, испаряясь, обеспечивает необходимое охлаждение гелия в гелиевом цикле, охлаждение низкотемпературных адсорберов и природного газа в теплообменниках и понижение температуры промывочного метана. [7]