ГОРИЗОНТАЛЬНЫЙ АБСОРБЕР Российский патент 1997 года по МПК B01D53/18 

Изобретение относится к конструкциям высокопроизводительных абсорберов для осушки газов, в частности массообменных горизонтальных аппаратов для систем газ-жидкость и может найти применение в химической, нефтехимической и газовой промышленности.

Известен горизонтальный прямоточный абсорбер распыливающего типа (каталог немецкой фирмы "Газелан"), включающий сепаратор конденсата с расположенными внизу сборниками для отделенной жидкости, массообменные ступени с форсунками для введения абсорбента и промежуточными отделителями сеточными отбойниками, сепаратор абсорбента и сборник насыщенного абсорбента.

Данная конструкция абсорбера не требует больших площадей, специального фундамента, проста в компоновке, легка в обслуживании.

Недостатком этой конструкции являются небольшие скорости газа из-за применения сетчатых отбойников, большие энергозатраты на процесс разделения, так как регенерированный абсорбент подается под давлением, большим чем давление в аппарате, и большой расход абсорбента из-за подачи его на каждую ступень контакта.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является высокоскоростной прямоточный абсорбер распыливающего типа (Переработка газа и газового конденсата, N 8, М. 1975) (прототип).

Абсорбер выполнен в виде горизонтального сосуда, в котором размещены четыре контактные массообменные камеры с форсунками для ввода абсорбента и центробежными сепараторами, а также два концевых сепаратора: первый для сепарации механических примесей и свободной жидкости, поступающих вместе с газом, второй для окончательной сепарации от абсорбента (ДЕГа). Оба сепаратора соединены с емкостями для сбора отсепарированной жидкости. Сепаратор содержит лопаточный завихритель, каплесъемник, находящийся за завихрителем, центробежные форсунки для распыление регенерированного абсорбента, расположенные за центробежными сепараторами.

Применение центробежных сепараторов позволило существенно уменьшить диаметр аппарата, приблизив его к диаметру трубы, что дало возможность осуществить процесс осушки при скоростях газа на порядок выше, чем в абсорбере с сеточными отбойниками.

Недостатком данной конструкции является большие энергозатраты на процесс осушки за счет применения центробежных форсунок для распыления абсорбента и большой расход самого абсорбента, необходимого для осушки газа, в связи с тем, что массообмен организован по длине аппарата в прямотоке.

Целью изобретения является снижение энергозатрат на процесс осушки газа и снижение количества регенерированного абсорбента.

Поставленная цель достигается тем, что в горизонтальном абсорбере, состоящем из массообменных секций, последовательно установленных внутри трубопровода, снабженного патрубками для подвода и отвода контактирующих фаз и концевых сепараторов, участки трубопровода, с размещенными в них массообменными секциями, расположены на разных уровнях, причем участки верхних уровней сообщены с участком нижнего уровня трубопроводом отвода частично насыщенного абсорбента, а участок трубопровода верхнего уровня снабжен патрубком для подачи регенерированного абсорбента.

Расположение участков трубопровода, в которых установлены массообменные секции абсорбера, на разных уровнях и подача регенерированного абсорбента только в массообменные секции верхнего уровня позволило уменьшить энергозатраты на подачу регенерированного абсорбента в аппарат и снизить количество абсорбента необходимого для осушки газа.

Заявителю не известно из существующего уровня техники горизонтального абсорбера, в котором уменьшение энергозатрат и снижение количества используемого абсорбента, обеспечивается за счет расположения массообменных секций абсорбера на разных уровнях, подачи регенерированного абсорбента только в массообменную секцию верхнего уровня и перетекания частично насыщенного абсорбента с верхнего уровня в массообменную секцию нижнего уровня, для предварительной осушки газа.

На чертеже изображен эскиз горизонтального абсорбера.

Абсорбер выполнен внутри трубопровода 1, изогнутого в вертикальной плоскости, который образует разноуровневую систему массообмена, и содержит последовательно установленные массообменные секции 2 на участке трубопровода нижнего уровня и массообменные секции 3 на участке трубопровода верхнего уровня, который соединен с патрубком для подачи регенерированного абсорбента 4, и в свою очередь, сообщен с участком трубопровода нижнего уровня трубопроводом частично насыщенного абсорбента 5. Участок трубопровода нижнего уровня снабжен патрубком для отвода насыщенного абсорбента 6. Массообменные секции 2 и 3 состоят из завихрителей 7 и каплесъемником 8. Массообменные секции 2 и 3, размещенные на нижнем и верхнем уровне трубопровода 1, соединены с входным 9 и с выходным сепаратором 10 соответственно.

Абсорбер осушки газа горизонтального исполнения работает следующим образом. Сырой газ, проходящий с месторождения по трубопроводу поступает на входной сепаратор 9, где происходит его предварительная очистка от капельной жидкости и механических примесей. Отделившаяся жидкость стекает вниз в емкость сбора жидкости. Далее газовый поток поступает в массообменные секции 2, расположенные на нижнем уровне трубопровода 1, и частично осушенный проходит в массообменные секции 3, расположенные на верхнем уровне трубопровода 1, для окончательной осушки. Регенерированный абсорбент (РДЭГ) подается насосом в массообменные секции 3, расположенные на верхнем уровне для окончательной осушки в патрубок 4, а для предварительной осушки в массообменные секции 2, расположенные на нижнем уровне поступает частично насыщенный абсорбент с массообменных секций 3 по трубопроводу частично насыщенного абсорбента 5. Частично насыщенный абсорбент поступает в массообменные секции, расположенные на нижнем уровне трубопровода самотеком в режиме противотока. Отделившийся насыщенный абсорбент (НДЭГ) с секции предварительной осушки поступает самотеком по трубопроводу 6 в дренажную емкость. С массообменных секций верхнего уровня осушенный газовый поток поступает на фильтрующую, выходную сепарационную ступень 10. Отделившийся НДЭГ с фильтрующей ступени поступает в дренажную емкость, откуда на установку регенерации.

Трубопровод 1 изогнут в вертикальной плоскости таким образом, что образует разноуровневую систему, причем минимальная высота верхнего уровня по отношению к нижнему обуславливается давлением жидкости в трубопроводе отвода частично насыщенного абсорбента и подачи его в массообменные секции нижнего уровня и разряжения, образуемого в центре трубопровода, где установлены массообменные секции нижнего уровня, обеспечивающими самопроизвольное истечение жидкости.

Массообменная секция может быть выполнена в виде двойного завихрителя 7 для закрутки газа и установленного за ним каплесъемника 8 для удаления проконтактировавшей с газом жидкости.

Трубопровод подачи регенерированного и частично насыщенного абсорбента обеспечивает подачу ДЭГа в разряженную зону непосредственно за завихрителем 7 до каплесъемника 8.

Трубопровод 1, с расположенными в нем массообменными секциями, может иметь больше двух уровней.

Использование: горизонтальный абсорбер относится к конструкциям высокопроизводительных горизонтальных абсорберов для осушки газов, в частности массообменных горизонтальных аппаратов для систем газ-жидкость и может найти применение в химической, нефтехимической и газовой промышленности. Сущность изобретения: абсорбер состоит из массообменных секций, последовательно расположенных внутри трубопровода, снабженного патрубками подвода и отвода контактирующих фаз и концевых сепараторов. Участки трубопровода с размещенными в них массообменными секциями, расположены на разных уровнях, причем участки верхний уровней сообщены с участками нижнего уровня трубопроводом отвода частично насыщенного абсорбента, а участок трубопровода верхнего уровня снабжен патрубком для подачи регенерированного абсорбента. 1 ил.

Горизонтальный абсорбер, состоящий из массообменных секций, последовательно установленных внутри трубопровода, снабженного патрубками для подвода и отвода контактирующих фаз и концевых сепараторов, отличающийся тем, что участки трубопровода с размещенными в них массообменными секциями расположены на разных уровнях, причем участки верхних уровней сообщены с участком нижнего уровня трубопроводом отвода частично насыщенного абсорбента, а участок верхнего уровня снабжен патрубком для подачи регенерированного абсорбента.