Газдарды кептіру
жүктеу/скачать 53,42 Kb.
|
Газздарды кептіру
|
Газдарды кептіру Су буы көмірсутектермен комплексті қосылыстар-гидрадтар (СН4-6Н2О; СН4-7Н2О; С3Н8-18Н2О; Н2S-5H2O және т.б.) түзеді. Көмірсутек газдарының гидраттары қарға немесе мұзға ұқсаган ақ кристаллдар, олар құбырды бітеп, компрессордың қызметін қиындатады. Олардың табиғи газда түзілуін, су буының сыбағалы қысымың гидраттың қаныққан буының қысымынан азайту арқылы, болдырмауға болады. Іс жүзінде табиғи газдың ылғалдығын, оның шық нүктесі, яғни, су буынының осы температурадан төменгі мәнінде конденсациялануы (газдың шық түрінде бөлінуі) арқылы анықтайды. Газдарды кептірудің бірнеше әдістері бар. Олар газ көлемінің үлкеюіндегі дроссель эффектісіне, газ көлемінің үлкеюіндегі сыртқы әсерді пайдалануға, антифризді бүркуге, газдан сұйық немесе қатты жұтқыштармен ылғалды жұтқызуға және т.б. негізделген. Газдарды кептірудің сұйық және қатты жұтқыштармен жүргізу әдістері ең көп тараған. Көмірсутекті газдарды сұйық жұтқыштарды қолданып кептіру абсорбциялық процеске жатады, яғни, су буы еріткіштермен жұтылады. Алгашқы кезде отын газын кептіруге глицерин (1929ж.), одан кейін (1936ж.) осы мақсатта екіэтиленгликоль және үшэтиленгликоль және хлорлы кальций ерітіндісі қолданыла бастады. Газды сұйық жұтқыштармен кептіру процесінің мәнісі мынада (1 сур.). Абсорбентің газбен цилиндр тәрізді аппаратында -абсорберде жанасуында, төменнен газ, жоғарысынан сұйық -абсорбент берілгенде, су буы абсорбент пен жұтылады. Абсорбер ішіне абсорбент пен газ арасындағы жанасуды жақсарту мақсатында қалқа табақшалар салынады. Процесті 20°С шамасындағы температурада және 2,0-6,0 МПа қысымда жүргізеді. Абсорбердің жоғарғы жағынан кептірілген газ, ал төменгі жағынан - суланған абсорбент шығады. Суланған абсорбент аппаратқа - десорберге суды айдау мақсатында түседі. 1 сурет. Газдарды гликольдермен кептіру қондырғысының жүйесі: I-скруббер; 2-абсорбер; 3-десорбер; 4-жылуалмастырғыш; 5-қайнатқыш; 6 -тоңазытқыш. Бұл процесті жоғары температурада, бірақ екіэтиленгликоль үшін 17()°С және үшэтиленгликоль үшіп 191°С жогары емес температураларда жүргізеді, себебі, одан жоғары температураларда гликольдер ыдырайды. Десорбер, абсорбер сияқты цилиндр тәрізді табақшалы аппарат. Суланған гликоль, алдын - ала жылу алмастырғышта қыздырылғаннан кейін десорбсрдің ортасына берілсді. Оның жоғары жағынан су буы шығады, ол конденсатор-тоңазытқышта сұйылады және оның аз бөлігі десорбердің жоғарғы жағына сұйық ағын есебінде қайта беріледі. Десорбердің төменгі бөлігіне жылуды гликольдің аз бөлігін бу жылытқышында жылытып береді. Құрамында 1-5% мас. суы қалған регенерациядан өткен гликоль жылуалмастырғышта-тоңазытқышта суытылады да абсорберге қайта беріледі. Қатты жұтқыштармен газдарды кептіру адсорбция құбылысына - қатты зат (адсорбент) бетіне бу немесс сұйық фазаның компоненттерінің біреуінің концентрациясының көбеюіне негізделген. Бұл компоненттерді адсорбент бетінде ұстап тұратын күш табиғатының мәні әзірше белгісіз. Лэнгмюр теориясы бойынша қатты адсорбент беттерінде бос қалдық валенттігі бар аумақтар болады. Газ фазасынан адсорбцияланушы молекула беттің бос актив ортасына түссе, молекула газ фазасына ығыстырылмайды, керісінше, бетпен байланысады. Адсорбцияның бастапқы кезінде активті орталар саны көп және бетпен байланыстағы молекула саны одан бөлінуші молекула санынан асық болады. Беттің түгел жабылуы орын алған кезде, газ молекуласының бос активгі ортаға тартылу мүмкіндігі азаяды да, тепе-теңдік жағдай, адсорбция мен десорбция жылдамдығының теңесуі орын алады. Лэнгмюр теориясына сәйкес, адсорбцияланған зат адсорбент бетінде бірмолекулалық қалыңдықтағы қабат күйінде тартылады. Сонымен бірге, адсорбцияланған молекулалардың валенттік күштерінің жиынтығы, тағы да екінші, үшінші және т.б. молекула қабаттарын өздеріне тартуы ықтимал. Қысымның өсуімен және температураның төмендеуімен адсорбцияланған заттар мөлшері өседі. Газдарды кептіруде өндірісте адсорбенттер силикагель, алюмогель (активтелінген алюминий оксиді), активтелінген боксит және молекулалық елегіштер - цеолпттерді 4А және 5А (NaA) типтес пайдаланады. Адсорбенттердің ішкі қуыс беттері өсік (500-800 м2/г) келеді. Адсорбция процесі жылу бөліп жүреді және сондықтан, ол процесс кезінде қызады. Соңғы кездері молекулалық елегіштер, яғни цеолиттер, тек қана кептіру процесінде ғана емес, сонымен бірге басқа мұнай өңдеу және мұнай-химия процестерінде де көп қолдануда. Молекулалық елегіштер, яғни кристалды цеолиттер (кальцийдің, натрийдің және басқа металдардың суланған алюмосиликаттары) молекулаларды мөлшеріне қарап, талғамды адсорбциялау қабілеті жоғары заттар. Осыған байланысты кіші молекулалардың үлкен молекулаларға қарағанда оларда адсорбциялануы басымдау болады. Алюмогель немесе силикагель сияқты адсорбенттерге қарағанда, молекулалық елегіштердің кристалдық торларының мөлшері біркелкі болады және сондықтан, осы тесіктердің ішіне енуші молекулаларды үлкендерінен толық айырып алуға болады. Бұлардағы адсорбция процесі молекулалардың қоспасын, олардың мөлшсріне қарап, "елегсндсй" болғандықтан, оларды "молекулалық елегіш" деп атап кетті. Адсорбентті таңдағанда оның газды кептіру мүмкіндігіне және газдың белгілі шық нүктесіне жеткізу мүмкіндігіне қарайды. Адсорбенттерді қолдану тәжірибесі көрсетксндей, КСМ маркілі силикагельде газды кептіруді шық нүктесін теріс 53- теріс 57°С, глиназемде теріс 55°С, алюминий оксидінде теріс 61-теріс 66°С, жасанды NaA цеолитінде теріс 70 - теріс 75()С жеткізуді қамтамасыз етеді. Газды кептіруді адсорбентпен толтырылған екі немесе үш адсорберлерде жүргізеді (2 сур.). Адсорберлердің біреуінде кептіру процесі жүргенде, басқасында адсорбенттің активтігінің қайта қалпына келуі (регенерациясы) жүргізілсді. Адсорбцияны 25-40°С температурада және 0,2-0,4 МПа қысымда жүргізеді. Адсорбердеп өтетін газдың ылғалдыгы белгілі мөлшерден жоғары болғанда, адсорберді регенерацияга қояды. Газдың құрамындағы ылғалдың мөлшерін оның шық нүктесі арқылы анықтайды. 2 сурет. Газдарды адсорбциялап кептіру қондырғысының жүйесі: 1-аралық ыдыс; 2-газбөлгіш; 3 жәнс 4-адсорберлср; 5 және 6-тоңазытқыштар. Бағыттар: І-ылғал газ; II-ыстық газ; III-қүрғақ газ; ІҮ-конденсат. Регенерацияға ауысқан адсорберге құрғақ қыздырылған газ береді. Силикагельде, алюмогельде, активтелінген алюминий оксидінде және бокситте регенерацияны 180-200оС- температурада, ал молекулалық елегіштерде - цеолиттерде регенерациялауды 310-370°С жүргізеді. Қысым барлық жағдайда атмосфералық деңгейде ұсталынады. Регенерациялау температураларының мұндай айырмашылығы молекулалық елегіштердің тесіктерінің майда болуымен және адсорбцияланған затқа түтіктік күштің үлкен әсерімен түсіндіріледі: адсорбцияланған молекуланы адсорбенттен бөлу үшін және оны бу күйіне өткізуге көп энергия жұмсалады. Адсорбенттің регенерациясын су буының толық бөлінуі тоқтағанға дейін жүргізсді. Газды кептіру айналымы 8, 12, 16 немесе 24 car. құрайды. Газды кептірудің сапасын тұрақты сақтап тұру үшін жұтқыштың адсорбциялық сыйымдылығын толық пайдаланбайды - адсорберлерді бір айналымнан екінші айналымға ауыстырып отырады. Адсорбентті белгілі-бір уақыт пайдаланудан өткен соң (2-5 жыл) жаңасымен ауыстырады. Соңғы кездері газдарды кептірудің қысқа мерзімді адсорбциялау процестері көбірек қолдану табуда. Адсорбция уақыты 1,5-нан 10 мин. дейін, оны жоғары қысымда және нормальды температурада жүргізсді, ал адсорбентті регенерациялауды - атмосфералық қысымда және бастапқы температурада. Қысқа мерзімді адсорбцияда адсорбент есебінде силикагель қолданады. Адсорберлер цилиндр тәрізді биіктігінің диаметріне қатынасы 2/1-ден 5/1 дейін аппараттар. Адсорбент бұларда тіректі торларға бір-бірінің аралары 1,2-1,5 м-дсн орналастырылады. Газдың жүру жылдамдығы аппарат бойында 0,1-0,3 м/сек. құрайды. Газдарды адсорбенттермсн кептіруді, депрессияны, яғни шық нүктесін 45°С-тан да төмендету қажет болғанда қолданады. Басқа көрсеткіштер бойынша, сұйықтық жүйе яғни газдарды гликольдермен ылғалсыздандыру, қатты кептіргішпен осыны іске асырудан кем түспсйді. Табиғи газдың көп мөлшерін кептіруде екіэтиленгликольмен немесе үшэтиленгликольмен істейтін жүйе, капиталдық және пайдалану шығыны жөнінен тіптен үнемділеу. Қазіргі кезде газ өңдеу зауытарында газдарды терең кептіру цеолиттерде қолдану тапқандықтан, газдың ең төменгі шық нүктесіне жету үшін, кептірудің қосарланған әдісін қолданады -газды кептірудің бірінші сатысында абсорбция, ал екіншісінде -адсорбция әдісімен цеолиттерде іске асырады. Бұл газ ағымынап судан таза және газдың ең төменгі шық нүктесіне жетуге мүмкіндік береді. Газды кептірудің адсорбциялық әдісінің гликольмен жүргізуден артықшылыгы: технологиялық параметрлер алшақ болғанда ең төменгі шық нүктесіне жетіп, оның депрессиясы жоғары болады; температураның және қысымның өзгеруі кептіру сапасына көп әсер етпейді; процесс қарапайым және сенімді. Бірақ адсорбциялық кептіру әдісінің мынадай кемістіктері бар: жоғары қуатгы қондырғыны іске қосу үшін көп капиталдық шығын шығару қажет; процесті іске асыруға көп пайдалаиу шығыны қажет; жоғары тиімді және сенімді процестер негізгі технологиялық операциялары үздіксіз айналымда жүретін (адсорбция, десорбция, тоңазыту) жоқ; адсорбенттің тиімділігі оныц коррозия ингибиторымен, механикалық және басқа қоспалармеи ластануының нәтижесінде төмендейді, Бұл оны ауыстыруға тура келеді. жүктеу/скачать 53,42 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|