某分子篩吸附脫水工藝設(shè)計(jì)——再生工藝計(jì)算-在線瀏覽
2024-08-05 20:34本頁面
【正文】 量孔徑均勻的微細(xì)孔道和排列整齊的空腔只允許直徑比其小的分子進(jìn)入，從而實(shí)現(xiàn)選擇性吸收，工藝主要包括脫水／再生干燥器和再生加熱系統(tǒng)。目前其主要產(chǎn)品都掌握在歐美等國家，如美國UOP公司的天然抗酸性分子篩AW300、500型，可實(shí)現(xiàn)對HCl、H2O、NO2等酸性氣體的吸收。但設(shè)備投資和操作費(fèi)用昂貴是其弊端，105m3/d處理量的凈化站，其所需的費(fèi)用比TEG 法多53％，同時(shí)再生能耗大，吸附劑價(jià)格高，因此其主要用于滿足獲得較低露點(diǎn)的工藝?；钚蕴康拿撍芰ι跷?，主要用于從天然氣中回收液烴。它常用于氣體、油品和石油化工產(chǎn)品的脫水干燥。循環(huán)使用物化性能變化不大?；钚匝趸X吸附重?zé)N后，再生時(shí)不易清除。硅膠是一種親水性的極性吸附劑。硅膠的吸附性能和其它吸附劑大致相同，一般可使天然氣的露點(diǎn)達(dá)60℃。雖然硅膠的脫水能力很強(qiáng)，但易于被水飽和，且與液態(tài)水接觸很易爆裂，產(chǎn)生粉塵。在分子篩的結(jié)構(gòu)中有許多孔徑均勻的孔道與排列整齊的孔穴。天然氣脫水過程中常用的分子篩有3A、4A、10X及13X型，主要用于流體的干燥、分離和除雜等。如用4A分子篩時(shí)，可以排除甲烷以外的水和其它烴類。 分子篩的性質(zhì)型號孔徑濕容量（在175mmHg25℃）%二氧化硅與氧化鋁的比值吸附質(zhì)分子排除的分子應(yīng)用范圍3A202直徑小于3A的分子如H2O、NH3等乙烷等直徑大于3A的分子飽和及不飽和烴脫水。在天然氣凈化過程中，常見的幾種物質(zhì)分子的公稱直徑見表。 常見的幾種分子公稱直徑分子公稱直徑（1010m）分子公稱直徑（1010m）H2CH44CO2C2H6N23C3H8H2OnC4～nC22H2SiC4～iC22CH3OH苯從表1和表2可以看出，要用分子篩脫水，選擇4A（或者3A）分子篩是比較合適的，因?yàn)?A分子篩的孔徑為(3～)1010m，4A分子篩的孔徑為(～)1010m，1010m。在上游的脫碳裝置出現(xiàn)短時(shí)間波動而導(dǎo)致天然氣沒有達(dá)標(biāo)時(shí),分子篩可以發(fā)揮一定的凈化作用,因此本項(xiàng)目選擇4A分子篩作為脫水吸附劑。為了保證干氣的連續(xù)生產(chǎn)必須循環(huán)操作，要用許多個(gè)并聯(lián)的吸附床。在每個(gè)塔內(nèi)，三種不同的功能或循環(huán)必須交替地起作用。 分子篩吸附脫水原理流程 在吸附周期中，濕天然氣要首先進(jìn)入進(jìn)口分離器，并在分離器內(nèi)清除掉自由液體、夾帶的濕氣和固體顆粒。水分子在床層的頂層首先被吸收。當(dāng)吸附劑的較上層部位由水飽和時(shí)，濕氣流中的水就開始置換在較低床層原來吸附的烴類。 吸附周期在吸附器處理氣量、進(jìn)口濕氣含水量和干氣露點(diǎn)已經(jīng)確定后，吸附的周期主要由吸附劑的裝填容量和選用的實(shí)際有效的吸附容量所決定。操作的周期一般分為8小時(shí)和24小時(shí)兩種，若選用較長的操作周期，當(dāng)原料氣含水量波動很大時(shí)，為保證干氣露點(diǎn)，可以縮短操作周期。對于一定的吸附劑，降低溫度和升高壓力有利于吸附的進(jìn)行，而提高吸附劑的溫度和降低壓力就有利于吸附劑的脫附。降壓脫附雖有能耗低、再生時(shí)間短、操作方便等優(yōu)點(diǎn)，但由于被吸附的產(chǎn)品氣體在脫附時(shí)不能回收，且還需部分產(chǎn)品氣作為吹掃之用，因而收率低，在產(chǎn)品的純度與收率間存在矛盾，工業(yè)上使用不多。這是基于所有的干燥劑的濕容量都是隨溫度上升而降低這一特點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)的。加熱再生完成后，吸附劑床層需要冷卻，然后重新開始吸附操作。冷氣流的吹入方向最好與吸附時(shí)的氣流方向相反，而且冷氣流中應(yīng)不含或少含吸附質(zhì)。 再生操作一般用經(jīng)回收輕烴后的干氣，基本不含水分，維持壓力在300～400KPa(絕)，經(jīng)加熱爐或別個(gè)加熱設(shè)備加熱到250～270℃進(jìn)入需再生的吸附塔，自下而上流經(jīng)床層。冷吹氣用再生操作的氣體，只是不經(jīng)加熱，流量按設(shè)計(jì)規(guī)定，可以是自下而上流動，也可以是自上而下流動，待出口氣流溫度達(dá)50℃左右，可認(rèn)為冷吹結(jié)束，切換至吸附狀態(tài)備用，來完成一個(gè)周期。2 在生溫度再生溫度是指吸附劑床層在再生加熱時(shí)最后達(dá)到的最高溫度，通常近似取為此時(shí)再生氣出吸附劑床層的溫度。分子篩一般為200～300℃，且溫度越高，再生后的吸附劑的濕容量越大，同時(shí)也將縮短吸附劑的使用壽命。
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