ТЕХНОЛОГІЧНІ СХЕМИ СУЧАСНИХ УСТАНОВОК НИЗЬКОТЕМПЕРАТУРНОЇ АБСОРБЦІЇ

Нижче подані найхарактерніші схеми установок низькотемпературної абсорбції, які застосовуються на газопереробних заводах для вилучення вуглеводнів з природних та нафтових газів.

На мал. 25 подана технологічна схема установки НТА газопереробного заводу, призначеного для вилучення пропану і важчих вуглеводнів з природного газу (в складі ГПЗ дві установки). Вилучення пропану складає 84 % від його потенційного вмісту у вихідній сировині. На установці використовують два абсорбенти: легкий — з молекулярною масою 100 і важкий — з молекулярною масою 140.

Природний газ (тиск 5.9 МПа) охолоджують в рекуперативному теплообміннику 1 і пропановому випарнику 3 від 18 до -37 °С, в результаті чого частина газу конденсується. Для попередження гідратоутворення при охолодженні газу в сировинний потік перед теплообмінником 1 вводять розчин етиленгліколю. З пропанового випарника 3 суміш газу, обводненого етиленгліколю і сконденсованих вуглеводнів (конденсату) надходить для розділення в сепаратор 6. Після сепаратора обводнений етиленгліколь подають на блок регенерації (на схемі не показаний), конденсат — в абсорбційно-відпарну колону 12, а газ скеровують: один потік у вузол попереднього насичення регенерованого абсорбенту (пропановий випарник 4 і сепаратор 5), другий потік — в нижню частину абсорбера 7. Абсорбер має дві незалежних по абсорбенту секції (А і Б): в секцію А (першу по ходу газу) подають легкий абсорбент (молекулярна маса 100) з температурою -37 °С для вилучення з газу відповідних компонентів; в секцію Б — важкий абсорбент для поглинання (вловлювання) легкого абсорбенту, захопленого газом з секції А (важкий абсорбент надходить в абсорбер з вищою температурою; регенерація цього абсорбенту на схемі не показана). В нижню частину абсорбера 7 підводять тепло за рахунок циркуляції насиченого абсорбенту через теплообмінник 8, де в якості теплоносія використовують гарячий регенерований абсорбент. В результаті цього зменшується вміст легких (баластних) вуглеводнів в сировинному потоці абсорбційно-відпарної колони 12.

З верху абсорбера 7 виходить сухий газ. Його змішують з газом, одержаним в сепараторі 6 і разом з легким регенерованим абсорбентом подають в пропановий випарник 4, де в результаті взаємодії і охолодження потоків абсорбент попередньо насичується легкими вуглеводнями. З випарника 4 суміш сухого газу і абсорбенту надходить для розділення в сепаратор 5. Сухий газ з сепаратора направляється споживачам після рекуперації холоду в теплообмінниках 1 і 2, а регенерований насичений легкими вуглеводнями абсорбент подають на верхню тарілку секції А абсорбера 7.

З низу абсорбера одержують насичений легкий абсорбент. Цей потік змішують з конденсатом, одержаним в сепараторі 6, і направляють в живильну секцію абсорбційно-відпарної колони 12 (тиск в апараті 3.0 МПа). Для забезпечення необхідного режиму роботи АВК на верхню тарілку колони подають легкий регенерований абсорбент з температурою -37 °С (надходить в АВК після вузла попереднього насичення), а в нижню частину абсорбційно-відпарної колони 12 підводять тепло на різних температурних рівнях за допомогою трьох циркуляційних зрошень. З цією метою циркуляційні потоки нагрівають в рекуперативних теплообмінниках 13, 14 і 15.

З верху АВК відводять сухий газ, з низу — деетанізований насичений абсорбент. Сухий газ після вузла попереднього насичення регенерованого абсорбенту (пропанового випарника 10 і сепаратора 11) і рекуперації холоду направляють споживачам, а деетанізований абсорбент подають в живильну секцію десорбера 18 (тиск в апараті 2.0 МПа). З верху десорбера одержують широку фракцію вуглеводнів (ШФВ) С_3+вищі, яка після конденсації і охолодження в повітряному холодильнику 16 надходить в рефлюксну ємність 17. Частину ШФВ використовують для зрошення десорбера, а надлишок відкачують в товарний парк.

Регенерований легкий абсорбент виводять з низу десорбера 18, частину цього абсорбенту нагрівають в печі 19 і повертають в низ десорбера, а відповідну балансову кількість направляють після рекуперативних теплообмінників 15, 14, 13, 2 і 8 у вузол попереднього насичення абсорбенту легкими вуглеводнями. При цьому для АВК абсорбент насичують в один ступінь в результаті контакту з сухим газом абсорбційно-відпарної колони, а для абсорбера — у два ступені — в першому за рахунок контакту регенерованого абсорбенту з сухим газом АВК (при тиску 3 МПа) і в другому — за рахунок контакту абсорбенту першого ступеня з сухим газом абсорбера (при тиску 5.9 МПа). Така схема дозволяє забезпечити оптимальні умови для проведення процесів, які протікають в абсорбері і абсорбційно-відпарній колоні.

На мал. 26 подана технологічна схема установки НТА газопереробного заводу, призначеного для вилучення етану і важчих вуглеводнів з природного газу (м. Ельвін, США). В якості абсорбенту використовується бензинова фракція з молекулярною масою 100.

Природний газ (тиск 3.2 МПа) охолоджують в рекуперативному теплообміннику 1 і пропанових випарниках 2 і 4 до -37 °С. Для попередження гідратоутворення при охолодженні газу в сировинний потік перед пропановим випарником 2 вводять розчин етиленгліколю, який після насичення вологою відділяють від газу в сепараторі 3 і направляють на регенерацію (на схемі не показана схема регенерації етиленгліколю). В потік сирого газу перед пропановим випарником 4 подають частину насиченого абсорбенту для попереднього вилучення з газу важких вуглеводнів (С_4+виші).

Після пропанового випарника 4 суміш газу і насиченого абсорбенту направляють під нижню тарілку абсорбера 5. На верхню тарілку цього апарату подають попередньо насичений легкими вуглеводнями і охолоджений в пропановому випарнику 6 регенерований абсорбент з температурою -37 °С.

З верху абсорбера 5 виходить сухий газ, який після вузла попереднього насичення (пропанового випарника 6 і сепаратора 7) та рекуперації холоду в теплообміннику 1 направляють споживачам.

З низу абсорбера 5 відводять насичений абсорбент: один потік змішують перед пропановим випарником 4 з сирим газом (з метою попереднього відбензинювання газу), другий — після рекуперації холоду в теплообміннику 8 надходить у випарник-сепаратор 9, де насичений абсорбент частково розгазовується в результаті дроселювання. З випарника-сепаратора газ і насичений абсорбент направляють в абсорбційно-від-парну колону 11. Всі інші елементи даної схеми не відрізняються від елементів попереднього газопереробного заводу.