УСТАНОВКА АДСОРБЦИОННОЙ ОСУШКИ И ОЧИСТКИ ПРИРОДНОГО ГАЗА

Полезная модель относится к технике и технологии осушки и очистки углеводородных газов, в частности к установкам адсорбционной осушки газа и может быть использована в газовой, нефтяной, нефтеперерабатывающей, нефтехимической и химической отраслях промышленности.
Известна установка адсорбционной осушки газа (Жданов Н.В., Халиф А.Л. «Осушка углеводородных газов», - Москва: Химия, - 1984 г., с.132, рис.9-1), которая является аналогом предлагаемой полезной модели. Установка включает входной сепаратор, дроссель, нагреватель (печь) газа регенерации, охладитель (холодильник) газа регенерации, сепаратор газа регенерации, адсорберы, верх которых соединен с линиями подачи сырого газа, газа регенерации и газа охлаждения, а низ соединен с линиями отвода сырого газа, газа регенерации и газа охлаждения, при этом линии отвода газов регенерации и охлаждения из адсорберов соединены последовательно с охладителем (холодильником) газа регенерации и сепаратором газа регенерации, а также с линией входа сырого газа после дросселя (регулятора), а линия подачи газов регенерации и охлаждения в адсорберы соединена с линией входа сырого газа после входного сепаратора перед дросселем (регулятором) и нагревателем (печью) газа регенерации. Для осуществления непрерывного циклического процесса необходимо, чтобы на установке было, как минимум, два аппарата: в одном проводится осушка газа, в другом - тепловая регенерация адсорбента и затем его охлаждение (двухадсорберная схема).
Недостатком установки является то, что подача сырого газа на осушку и газа регенерации адсорбента осуществляется с одной стороны адсорбера, в данном случае сверху, что не позволяет достигнуть более глубокой десорбции адсорбента, как это возможно при противотоке.
Известна также установка адсорбционной осушки газа (В. Линд, А. Крячков, статья «Особенности и преимущества адсорбционной подготовки газа», журнал «Нефтегаз», №4, 2004 г., стр.81-84). Установка включает входной сепаратор, дроссель, нагреватель (печь) газа регенерации, охладитель (холодильник) газа регенерации, сепаратор газа регенерации, адсорберы, верх которых соединен с линией подачи сырого газа, линией подачи газа охлаждения и линией отвода газа регенерации, а низ соединен с линией отвода осушенного газа, линией отвода газа охлаждения и линией подачи газа регенерации, при этом линия отвода осушенного газа соединена с фильтрующим устройством, линия подачи газа охлаждения соединена с линией подачи сырого газа после входного сепаратора перед дросселем, линия отвода газа охлаждения соединена с нагревателем (печью), линия отвода отработанного газа регенерации соединена последовательно с охладителем (холодильником) и сепаратором газа регенерации, а затем с линией подачи сырого газа после дросселя. Сырой газ, пройдя очистку от капельной жидкости и мехпримесей на входном сепараторе, после небольшого редуцирования направляется в первый адсорбер, где газ осушается и направляется в фильтр-сепаратор для очистки от механического адсорбента и далее в магистральный газопровод. Второй и третий абсорберы в это время находятся соответственно в стадии охлаждения и регенерации. Сырой газ после входного сепаратора, в качестве газа охлаждения подается во второй адсорбер, из которого поступает в печь, где нагревается и направляется в третий адсорбер, в качестве газа регенерации.
Недостатком установки является то, что регенерация адсорбента и его охлаждение происходит одновременно в двух разных адсорберах в одно и то же время, равное времени осушки сырого газа в третьем адсорбере. Для реализации такого циклического процесса режима в этой установке требуется применять на один адсорбер больше. Установка должна содержать как минимум три адсорбера (трехадсорберная схема).
Техническая задача заключается в достижении высокой эффективности регенерации адсорбента при снижении количества применяемого оборудования.
Для решения указанной задачи предлагается установка адсорбционной осушки и очистки природного газа, включающая входной сепаратор, дроссель, нагреватель газа регенерации, охладитель газа регенерации, сепаратор газа регенерации, фильтр осушенного газа, адсорберы, соединенные в коллекторную схему для работы в режимах осушки газа, регенерации адсорбента, охлаждения адсорбента с возвратом газов регенерации и охлаждения на осушку, в которой газы регенерации и охлаждения подаются в один и тот же адсорбер соответственно снизу и сверху последовательно за время, равное времени осушки сырого газа в другом адсорбере, и отводятся из адсорбера в линию подачи газа на охладитель и сепаратор газа регенерации.
Установка позволяет организовать режим противотока при последовательной подаче сырого газа на осушку и подаче нагретого газа для регенерации адсорбента, не увеличивая при этом количество аппаратов.
На фиг.1 представлена предлагаемая установка адсорбционной осушки и очистки природного газа.
Установка содержит входной сепаратор С-1, дроссель ДР, нагреватель газа регенерации Н, охладитель газа регенерации ОГ, сепаратор газа регенерации С-2, фильтр осушенного газа Ф, адсорберы А-1, А-2. Верх адсорберов А-1, А-2 соединен с линией подачи сырого газа, линией подачи газа охлаждения и линией отвода отработанного газа регенерации, а низ соединен с линией отвода осушенного газа, линией отвода отработанного газа охлаждения и линией подачи газа регенерации. Линия отвода осушенного газа соединена с фильтром осушенного газа Ф, линия отвода отработанного газа охлаждения и линия отвода отработанного газа регенерации соединены с охладителем газа регенерации ОГ и сепаратором газа регенерации С-2, линия подачи газа регенерации соединена с нагревателем газа регенерации Н, линия подачи газа охлаждения соединена с линией подачи сырого газа перед дросселем ДР. Сепаратор газа регенерации С-2 соединен с линией подачи сырого газа после дросселя ДР, нагреватель газа регенерации Н соединен с линией подачи сырого газа перед дросселем ДР.
Установка работает следующим образом. Сырой углеводородный газ поступает на установку во входной сепаратор С-1 и после очистки от капельной жидкости подается через дроссель ДР на осушку в адсорбер А-1, который заполнен соответствующим адсорбентом, сверху. Дроссель ДР обеспечивает перепад давления, необходимый для возврата отработанных газов регенерации и охлаждения на осушку в адсорбер А-1. Осушенный в адсорбере А-1 газ поступает на фильтр осушенного газа Ф для очистки от образующейся пыли адсорбента. Газ регенерации адсорбента отбирается из линии подачи сырого газа после входного сепаратора С-1 перед дросселем ДР, подается на нагреватель газа регенерации Н, в котором он нагревается до требуемой температуры и поступает на регенерацию адсорбента в адсорбер А-2 снизу. Адсорбент нагревается и образовавшиеся пары жидкости поглощаются газом. Отработанный газ регенерации, насыщенный парами жидкости, отводится из адсорбера А-2 сверху и поступает на охладитель газа регенерации ОГ, в котором происходит снижение температуры газа и конденсация жидкости, сепаратор газа регенерации С-2, в котором газ очищается от капельной жидкости, и подается в адсорбер А-1 на осушку. После окончания режима регенерации адсорбента начинается режим охлаждения адсорбента. Газ охлаждения адсорбента отбирается так же из линии подачи сырого газа после входного сепаратора С-1 перед дросселем ДР и подается в адсорбер А-2 сверху. Отработанный газ охлаждения, насыщенный парами жидкости, отводится из адсорбера А-2 сверху и поступает на охладитель газа регенерации ОГ, в котором происходит снижение температуры газа и конденсация жидкости, и сепаратор газа регенерации С-2, в котором газ очищается от капельной жидкости, и подается в адсорбер А-1 на осушку. Общее время регенерации адсорбента и его охлаждения в адсорбере А-2 соответствует времени осушки сырого газа в адсорбере А-1 и составляет один цикл. После насыщения адсорбента в адсорбере А-1 жидкостью он переключается в режим регенерации адсорбента и его охлаждения, а адсорбер А-2 переключается в режим осушки сырого газа и цикл повторяется. Для реализации непрерывного циклического процесса режимов осушки газа, регенерации и охлаждения адсорбента установка снабжена приводной запорной арматурой и средствами автоматики.