NO163674B - Fremgangsmaate og anordning for rekonsentrering av flytende absorbent. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for rekonsentrering

av flytende absorbent som angitt i krav l's ingress, samt en anordning for slik rekonsentrering som angitt i krav 4.

I dehydratiseringen av gass-strømmer, såsom naturgass, karbon-dioksyd og andre, er bruk av en flytende absorbent, og konsentrasjonsgraden som oppnås i regenereringen av den flytende absorbent av avgjørende betydning for effektiviteten av gass-strøm-dehydratiseringen. Det er velkjent at en betydelig forbedring av duggpunktnedsettelsen av naturgass-strømmen oppnås ved å bruke en flytende absorbent som har en 99,9% konsentrasjon sammenlignet med den samme absorbent med en 99,5% konsentrasjon.

Et tidligere forsøk på å forbedre denne væskeabsorbentkon-sentrasjon er vist i US patent nr. 3.105.748, hvor gass-stripping var foreslått for å øke konsentrasjonen av en flytende absorbent som strømmer fra en gjenkoker til et re-servoar. Denne gass-stripping lykkes, men gassen som brukes går tapt med vanndampen som slippes ut fra gjenkokeren.

US patent nr. 3.616.598 beskriver bruk av trykk under atmosfæretrykk på rekonsentreringssystemet for å fjerne ytterligere vann fra den flytende absorbent. Det reduserte trykk oppnås med en ejektor drevet av en brenselsgass-strøm til gjenkoker-varmeren, og er for å redusere trykket forbundet med en liten separator koblet til et rekokerkolonne-utslipp nedstrøms for en vannkondenser. Dette systemet kan gi tap av flytende absorbent gjennom væskeutløpet til separatoren og virker på den totale rike glykolstrøm, ikke den partielt regenererte strøm, og må følgelig behandle meget mere vanndamp.

US patent nr. 3.867.112 beskriver bruk av strippegass for

å øke konsentrasjonen av den flytende absorbent i et lukket system som bruker en flytende seglkompressor for gassresirku-lering og for kontakt mellom gassen og den magre flytende absorbent. Dette system slipper ikke sin strippegass ut i atmo-sfæren, men ved bruk for å dehydratisere gasser såsom karbon-dioksyd, krever det at meget av systemet er av korrosjons-bestandig materiale innebefattet en avansert strippekolonne.

Et annet forsøk på å forbedre rekonsentreringen av flytende absorbent ved bruk av trykk under atmosfærisk trykk er beskrevet i US patent nr. 3.824.171. Dette system leder den oppvarmede delvis rekonsentrerte væskeabsorbent til et system under atmosfæretrykk slik at ytterligere vanndamp fjernes fra den flytende absorbent. I dette system står flere av kjelene som brukes under lavere trykk enn atmosfærisk^og må derfor konstrueres for slike betingelser. En separat strøm av mager absorbent sirkuleres til en kontaktor under atmosfærisk trykk for å kontakte dampene fra fordampningen av den partielt rekonsentrerte absorbent for å sikre at ingen fordampet flytende absorbent unnslipper fra systemet.

Ifølge foreliggende oppfinnelse foreslås må en fremgangsmåte for rekonsentrering av en flytende absorbent, som omfatter trinnene å oppvarme rik flytende absorbent for å fordampe en vesentlig del av de absorberte damper fra denne, fordampe den partielt rekonsentrerte flytende absorbent fra oppvarmingstrinnet til trykk under atmosfærisk for å fordampe ytterligere absorberte damper derfra, adskille væskene fra dampen som er produsert i dette fordampningstrinnet, kondensere væskene ved avkjøling av de adskilte damper, gjeninnføre de kondenserte damper og damper fra dette kondensasjonstrinn i oppvarmingstrinnet, og føre resten av den flytende absorbent til utløp, hvor fremgangsmåten er særpreget ved de trekk som er angitt i krav l's karakteriserende del.

Denne oppfinnelse tilveiebringer videre en anordning for rekonsentrering av flytende absorbent, omfattende en regenereringskjele med en strippekolonne med et innløp for rik flytende absorbent og et damputløp, et oppvarmingselement i et oppvarm-ingskammer i denne kjelen, et bølgekammer i denne kjelen og organer for avgivelse av partielt regenerert flytede absorbent fra oppvarmingskammeret til bølgekammeret, en fordampningsseparator med et fordampningsinntak, et damputløp og et væskeutløp, anordninger for fordampning av væsker fra dette bølgekammer til fordampningsseparatoren som reagerer på væskenivået i fordampningsseparatoren, en vakuumpumpe forbundet for å motta væsker og damper fra kondenseren og anordninger for å avlevere væske og damper fra vakuumpumpen til strippekolonnen, samt innret- ninger for å føre resten av den flytende absorbent til utløp hvor anordningen videre er særpreget ved de trekk som er angitt i den karakteriserende del av krav 4.

Med en slik anordning er det mulig a oppnå på en mer økonomisk måte enn tidligere en høydekonsentrasjonsgrad, som ikke slipper ut gass fra systemet og som ikke anvender en sidestrøm av mager absorbent for å forhindre tap av absorbent fra systemet.

For å gjøre foreliggende oppfinnelse klarere forståelig er den følgende beskrivelse gitt som et rent eksempel,idet det vises til medfølgende tegninger hvor: - Figur 1 er et skjematisk diagram av en utførelsesform av apparatur ifølge foreliggende oppfinnelse; og Figur 2 er et lignende skjematisk diagram som illustrerer et fullstendig absorpsjonssystem med en modifisert form av rekcnsentreringsapparatur ifølge foreliggende oppfinnelse.

Apparaturen som er illustrert på tegningene er egnet for - rekonsentrering av flytende absorbent som kan rekonsentreres ved oppvarming og ved reduksjon av damptrykk. Et typisk eksempel på slik flytende absorbent er trietylenglykol som vanlig brukes ved dehydratisering av naturgass-strøm.

Som vist på figur 1 er det montert en strippekolonne 12 på

en gjenkoker eller regenereringskjele 10 og i forbindelse med dens nedre ende med den innvendige del av oppvarmingskammeret 14 av kjelen 10. Strippekolonnen 12 inneholder egnede kontaktorganer 16 såsom en pakket del forbundet med

en rik absorbentledning 18. En tverrvegg 20 går gjennom kjelen 10 med oppvarmingskammeret 14 på en side og et bølge-kammer 22 på den andre side. Et oppvarmingselement 24 er plas-sert for å oppvarme den flytende absorbent i oppvarmingskammeret 14 for å avdrive dampene fra det materialet som

er absorbert av absorbentvæsken gjennom damputløp 25. Tverr-veggen 20 står til det ønskede nivå for væskeabsorbenten

i oppvarmingskammeret 14.

Væskeabsorbent fra strippekolonnen 12 faller i enden av oppvarmingskammeret 14 vekk fra veggen 20. Således er væskeabsorbenten regenerert, fortrinnsvis til ca. 99%, når den strømmer inn i bølgekammeret 22. Ytterligere rekonsentrering av den flytende absorbent tilveiebringes med ytterligere utstyr som beskrevet i det følgende.

Den rike væskeabsorbent fra absorpsjonstårnet eller kontakt-sonen (ikke vist i figur 1) sendes gjennom ledningen 26 til tilbakeløpsspiralen 28 i toppen av strippekolonnen 12, gjennom en ledning 3 0 til en varmeveksler 32 og gjennom ledningen 18 til strippekolonnen 12. Mager eller rekonsentrert væskeabsorbent sendes til en pumpe 34 og pumpes fra denne gjennom en ledning 36.

Delvis rekonsentrert flytende absorbent slippes ut fra bølge-kammeret 2 2 gjennom en ledning 38 og føres gjennom en ventil 40 og en oppvarmer 42 til en fordampningsseparator 44 gjennom fordampningsinnløpet 45. Ventilen 40 kontrolleres av en anordning for kontroll av væskenivå 46 på separatoren 44 for å holde et væskeforråd i bunnen av fordampningsseparatoren 44, slik at damper ikke slipper ut gjennom væskeutløpet 48. Det bør være klart at fordamperen 4 2 kan være en hvilken som helst varme-kilde såsom en varmeveksler innenfor eller med væsken i oppvarmingskammeret 14. Hensikten ved oppvarming av den fordampede strøm er å erstatte varmetapet ved fordampningen til noe av væskene som fordampes. Dette gjør det mulig for fordampningsseparatoren å virke ved en høyere temperatur,

slik at mer fordampning opptrer, hvilket fører til en høyere konsentrasjon av den regenerete væskeabsorbent. Oppvarmeren 4 2 er imidlertid ikke påkrevet for å oppnå konsentrasjon av absorbenten.

Den regenerte flytende absorbent tømmes ut fra separatoren 44 gjennom væskeutslippet 48 og gjennom en varmeveksler 32 hvor den kjøles og så sendes til pumpen 34 for avgivelse til absorberen (ikke vist). Dampene slippes ut fra fordampningsseparatoren 44 gjennom damputslippet 50 gjennom en kondenser eller kjøler 52 ovenfor, hvilken avkjøler dampene og partielt kon- denserer dem og ledes deretter til vcskeseglvakuumpumpen 54, som danner det reduserte trykk på f ordampningsseparatoren 4 4 og tilbakefører kondensatdamp fra kondenseren 52 gjennom ledningen 56 til strippekolonnen 12.

Det antas at den omtrentlige konsentrasjon av de kondenserte væsker som strømmer gjennom ledningen 56 vil være ca. 95%

og er vist å innføres i strippekolonnen 12 gjennom ledningen 58. Alternerende innløp 60 og 62 er anordnet for å mulig-gjøre et område av innføringspunkter for de kondenserte væsker og damper som tilbakeføres til gjenkokeren 10

gjennom ledningen 56. Det er foretrukket at væskene og dampene innføres i gjenkokeren 10 eller dens strippekolonne 12 på et punkt ved hvilket væsken deri har hovedsakelig den samme konsentrasjon som den tilbakeførte væske.

Hvis gjenkokeren 10 drives ved en temperatur på 204°C, antas det at temperaturen i dampstrømmen fra ventilen 4 0 vil være 197°C. Gjenoppvarming av denne strømmen til 204°C kan forbedre konsentrasjonen av den flytende absorbent til en konsentrasjon nær 100% (99,95% for trietylenglykol) hvilket gir en betydelig forbedring i den absorpsjonsmengde som den magre flytende absorbent kan oppnå i absorberen.

Det skjematiske diagrammet i figur 2 er hovedsakelig det samme som diagrammet i figur 1 med noen modifikasjoner,,

og med innføring av en absorber 100. Disse elementer i systemet som er uforandret, har de samme tall i begge diagrammer. F.eks. er ledningen 3 6 vist å forbinde mager væskeabsorbent-irmløp 102 i absorber 100,og rik væskeabsorbentutløp 104

har forbindelse med ledningen 26. Også en varmeveksler 106

er anbragt i ledningene 30 og 36 for å avkjøle den magre flytende absorbent fra pumpen 34 og forvarme den rike flytende absorbent før den innføres i en strippekolonne 16. Plasseringen av varmeveksleren 3 2 kan også forandres til å kjøle den regenerete glykol i ledningen 48 nedstrøms for pumpen 34 i ledningen 3 6,som vist i figur 2.

Claims (7)

1. Fremgangsmåte ved rekonsentrering av en flytende absorbent, omfattende å oppvarme rik flytende absorbent til fordamping av en vesentlig del av de absorberte damper fra denne under dannelse av en partielt rekonsentrert væske, føre raskt ("flash") den partielt rekonsentrerte væskeabsorbent fra oppvarmingstrinnet til et subatmosfærisk trykk for å fordampe absorberte damper ytterligere fra denne, skille væskene fra de dannede damper i flashing-trinnet, kondensere de separerte damper ved avkjøling, gjeninnføre de kondenserte væsker og damper fra kondenseringstrinnet inn i oppvarmingstrinnet og føre resten av den flytende absorbent til utløp,karakterisert vedat de kondenserte væsker og damper fra kondenseringstrinnet gjen-innføres i oppvarmingstrinnet ved et punkt hvor væskekonsentrasjonen er lik konsentrasjonen av væsken i oppvarmingstrinnet ved gjeninnf©ringspunktet.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisertved at flashingen av væske kontrolleres i samsvar med væskenivået i nevnte separasjonstrinn for å forhindre utfø-ring av damper med separert væske fra separasjonstrlnnet.

3. Fremgangsmpåte ifølge krav 2,karakterisertved at væskene for gjeninnføringstrinnet pumpes med en væskeforseglet vakuumpumpe for å opprettholde et subatmosfærisk trykk i separasjonstrinnet.

4. Anordnig for rekonsentrering av flytende absorbent, omfattende en regenereringskjele (10) med en strippekolonne (12) på seg med et inntak for rik væskeabsorbent (18), et damputløp (25) samt et oppvarmingselement (24) i et oppvar-mingskammer (14) i kjelen, et bølgekammer (22) i kjelen (10) og organer for avgivelse av partielt regenerert flytende absorbent fra oppvarmingskammeret (22), en fordaampningsseparator (44) med et fordampningsinntak (45), et damputløp (50) og et væskeutløp (48), anordninger (40, 46) for fordampning av væsker fra nevnte bølgekammer (22) til nevnte fordampningsseparator (44) som reagerer på væskenivået i fordampningsseparatoren (44), en kondenser (52) tilkoblet damputtaket (50) fra fordampningsseparatoren (44), en vakuumpumpe (54) tilkoblet for å motta væsker og damper fra kondenseren (52), anordninger (56) for å avlevere væsker og damper fra vakuumpumpen til nevnte strippekolonne (12), samt anordninger for å føre resten av den flytende absorbent til utløp,karakterisert vedat anordningen (56) for å avlevere væsker og damper fra vakuumpumpen til strippekolonnen (12) er tilkoblet (ved 58, 60 eller 62) separat fra inntaket for rik væskeabsorbent (18), hvorved de kondenserte væsker og damper kan innføres ved et punkt hvor væskekonsentrasjonen er lik konsentrasjonsgraden av væsken i oppvarmingstrinnet ved gjeninnføringspunktet.

5. Anordning ifølge krav 4,karakterisertved at det er tilkoblet en oppvarmingsanordning (42) for de fordampede væsker og damper som strømmer til fordampningsseparatoren (44).

6. Anordning ifølge krav 4 eller 5,karakterisert vedat vakuumpumpen (54) er en væskeforseglet vakuumpumpe.

7. Anordning ifølge krav 5 eller 6,karakterisert vedat en væskepumpe (34) er forbundet med væskeuttaket (48) av fordampningsseparatoren (44) for å sirkulere rekonsentrert væskeabsorbent.