RU2157276C1

RU2157276C1 - Method of regeneration of saturated solution of absorbent

Info

Publication number: RU2157276C1
Application number: RU99115511A
Authority: RU
Inventors: Г.К. Зиберт; В.Ф. Лисовский; Л.Б. Галдина
Priority date: 1999-07-14
Filing date: 1999-07-14
Publication date: 2000-10-10

Abstract

FIELD: extraction of steam from gas in natural and petroleum gas drying plants in preparing them for transportation. SUBSTANCE: method includes removal of saturated absorbent from absorber, delivery of it to desorber, taking of absorbent solution from bottom of mass exchange part of desorber, preheating of it in furnace under pressure sufficient for keeping it in liquid phase state, throttling of solution, delivery of it to still part of desorber and recirculation of part of absorbent solution through furnace; part of absorbent solution circulating through furnace is used for preheating the absorbent through heat- exchange surface before delivery of it to furnace for pressure heating; then it is subjected to throttling and absorbent solution is fed under heat- exchange surface of evaporator. Part of absorbent preheated in furnace is taken for recirculation in the amount required for restoration of temperature of regenerated product flow of absorbent after throttling. EFFECT: enhanced efficiency. 3 cl, 1 ex, 3 dwg

Description

Изобретение относится к способам регенерации абсорбентов, например поглотителей влаги - гликолей, которые используют для извлечения водяных паров из газа в установках осушки природных и нефтяных газов при подготовке их к транспорту. The invention relates to methods for the regeneration of absorbents, for example, moisture absorbers - glycols, which are used to extract water vapor from gas in the drying plants for natural and oil gases in preparing them for transport.

Известен способ регенерации насыщенного раствора диэтиленгликоля, выведенного из абсорбера установки осушки природных и нефтяных газов, заключающийся в подаче последнего в десорбер, разделенный полуглухой тарелкой, отводе раствора с полуглухой тарелки в буферную емкость с последующим поогревом в печи и возвратом в куб десорбера и подачи части подогретого раствора после печи на рециркуляцию в буферную емкость. (Авторское свидетельство СССР N 1622362. МКИ: C 07 C 31/20, B 01 D 53/26. 1988). A known method of regeneration of a saturated solution of diethylene glycol removed from the absorber of the drying unit for natural and petroleum gases, which consists in feeding the latter to a stripper, separated by a half-deaf plate, draining the solution from the half-deaf plate in a buffer tank, followed by heating in the oven and returning to the cube of the stripper and feeding part of the heated solution after the furnace for recirculation to the buffer tank. (USSR author's certificate N 1622362. MKI: C 07 C 31/20, B 01 D 53/26. 1988).

Недостатком данного способа является вкипание водного раствора в трубном пучке печи с образованием двухфазного потока, накоплением газа в верхней части трубного пучка, его перегрева и выходом из строя. Перегрев усиливается особенно при применении в десорбере вакуума. The disadvantage of this method is the boiling of an aqueous solution in the tube bundle of the furnace with the formation of a two-phase flow, the accumulation of gas in the upper part of the tube bundle, its overheating and failure. Overheating intensifies especially when applied in a vacuum stripper.

Известен способ регенерации насыщенного раствора абсорбента, используемый в качестве прототипа и описанный в патенте Российской Федерации N 2022384. МКИ: G 05 D 27/28, B 01 D 53/26. 1990. Способ заключается в том, что из абсорбера установки осушки природных и нефтяных газов выводят насыщенный абсорбент и подают его в десорбер, разделенный полуглухой тарелкой. С полуглухой тарелки раствор поступает в первый отсек кубовой части и далее насосом подается в печь, где его нагревают. Затем через регулятор давления нагретый в печи раствор подают в смежный с первым второй отсек кубовой части десорбера. Часть раствора из второго отсека через гидрозатвор поступает в первый отсек, где смешивается с раствором, поступающим с глухой тарелки. Образовавшиеся после смешивания пары поступают в верхнюю часть десорбера. Заданная концентрация регенерированного раствора абсорбента во втором отсеке, из которого производится его отбор, поддерживается за счет рециркуляции раствора через печь. A known method of regeneration of a saturated solution of absorbent material, used as a prototype and described in the patent of the Russian Federation N 2022384. MKI: G 05 D 27/28, B 01 D 53/26. 1990. The method consists in the fact that the saturated absorbent is removed from the absorber of the drying unit for natural and petroleum gases and fed to the stripper, divided by a half-deaf plate. From a half-deaf plate, the solution enters the first compartment of the still bottom and is then pumped into the furnace, where it is heated. Then, through the pressure regulator, the solution heated in the furnace is fed into the second section of the stripper adjacent to the first second compartment. Part of the solution from the second compartment through the water seal enters the first compartment, where it is mixed with the solution coming from a blank plate. The vapors formed after mixing enter the upper part of the stripper. The desired concentration of the regenerated absorbent solution in the second compartment from which it is selected is maintained by recirculating the solution through the furnace.

Недостатком указанного способа является повышенные энергозатраты, ограниченная температура (для ДЭГа 155^oC) после сброса давления жидкофазного потока при подаче смеси в колонну, что ограничивает концентрацию регенерированного гликоля и повышенный коэффициент рециркуляции.The disadvantage of this method is the increased energy consumption, limited temperature (for DEG 155 ^o C) after depressurizing the liquid-phase flow when the mixture is fed into the column, which limits the concentration of regenerated glycol and an increased recirculation coefficient.

Целью изобретения является снижение энергозатрат на регенерацию раствора, повышение концентрации раствора за счет повышения его температуры в кубовой части и снижение количества рециркулирующего раствора для достижения требуемой температуры. The aim of the invention is to reduce energy consumption for the regeneration of the solution, increasing the concentration of the solution by increasing its temperature in the bottom part and reducing the amount of recirculating solution to achieve the desired temperature.

Поставленная цель достигается тем, что в способе регенерации насыщенного раствора абсорбента, включающем вывод из абсорбера насыщенного абсорбента, подачу его в десорбер, отбор раствора абсорбента с низа массообменной части десорбера и подогрев его в печи под давлением, обеспечивающим его жидкофазное состояние, дросселирование раствора, последующую подачу его в кубовую часть десорбера и рециркуляцию части раствора абсорбента через печь, часть раствора абсорбента, рециркулирующую через печь, используют для подогрева через теплообменную поверхность раствора абсорбента до подачи его на подогрев под давлением в печь, а затем дросселируют. Раствор абсорбента подают под теплообменную поверхность испарителя, а отбор части подогретого в печи абсорбента для рециркуляции осуществляют в количестве, необходимом для восстановления температуры нагретого в печи регенерированного продуктового потока абсорбента после его дросселирования. This goal is achieved by the fact that in the method of regenerating a saturated absorbent solution, which includes removing a saturated absorbent from the absorber, feeding it to the stripper, taking the absorbent solution from the bottom of the mass transfer portion of the stripper and heating it in a furnace under pressure, ensuring its liquid-phase state, throttling the solution, subsequent its supply to the bottom part of the stripper and the recirculation of part of the absorbent solution through the furnace, the part of the absorbent solution recirculated through the furnace is used for heating through the heat exchange the surface of the absorbent solution until it is fed under pressure to the furnace, and then throttled. The absorbent solution is fed under the heat exchange surface of the evaporator, and part of the absorbent heated in the furnace for recirculation is selected in an amount necessary to restore the temperature of the regenerated absorbent product stream heated in the furnace after it is throttled.

Использование части раствора абсорбента, рециркулирующей через печь, для подогрева через теплообменную поверхность раствора абсорбента до подачи его на подогрев под давлением в печь позволило снизить энергозатраты на регенерацию раствора, повысить температуру раствора в кубовой части, а, следовательно, концентрацию раствора, снизить количество рециркулирующего раствора для достижения требуемой температуры. The use of a part of the absorbent solution recirculated through the furnace to heat the absorbent solution through the heat-exchange surface until it is fed under pressure to the furnace allowed reducing the energy consumption for the solution regeneration, increasing the temperature of the solution in the bottom part, and, consequently, the concentration of the solution, and reducing the amount of recirculating solution to achieve the required temperature.

Заявителю не известно способов регенерации насыщенного раствора абсорбента, в которых бы поставленная цель осуществлялась бы подобным образом. The applicant does not know how to regenerate a saturated solution of absorbent material, in which the goal would be carried out in a similar way.

На фиг. 1 изображена схема осуществления предлагаемого способа в индивидуальных аппаратах; на фиг.2 - схема регенерации абсорбента со встроенным испарителем; на фиг.3 - схема регенерации абсорбента с эжектором отбора насыщенного абсорбента. In FIG. 1 shows a diagram of the implementation of the proposed method in individual devices; figure 2 - diagram of the regeneration of the absorbent with a built-in evaporator; figure 3 - diagram of the regeneration of the absorbent with the ejector selection of saturated absorbent.

Схема для осуществления способа регенерации насыщенного раствора абсорбента содержит: линию подачи насыщенного раствора абсорбента (гликоля) 1; теплообменник 2; десорбер 3, с отпарной секцией 4 и кубовой частью 5; насос 6 для отбора регенерированного гликоля из кубовой части 5; линию 7 подачи насыщенного раствора абсорбента в испаритель 8 (фиг. 1, 2); линию 9 подачи рециркулирующего высокотемпературного жидкостнофазного потока в испаритель 8; насос 10; линию 11 подачи смеси основного и рециркулирующего потока абсорбента из испарителя 8 в печь 12; линию 13 подачи основного горячего потока абсорбента из печи 12 и десорбер 3; линию 14 подачи рециркулирующего потока абсорбента в испаритель 8 из теплообменника 15; линию 16 отбора паров абсорбента (фиг. 1) из испарителя 8; линию 17 отвода готового продукта. The scheme for implementing the method of regeneration of a saturated absorbent solution contains: a supply line of a saturated solution of absorbent (glycol) 1; heat exchanger 2; stripper 3, with stripping section 4 and bottom part 5; a pump 6 for selecting regenerated glycol from the bottoms 5; a line 7 for supplying a saturated solution of absorbent to the evaporator 8 (Fig. 1, 2); a supply line 9 for recirculating a high temperature liquid phase stream to the evaporator 8; pump 10; line 11 for supplying a mixture of the main and recycle absorbent stream from the evaporator 8 to the furnace 12; line 13 for supplying the main hot stream of absorbent material from the furnace 12 and stripper 3; a line 14 for supplying a recirculated absorbent stream to the evaporator 8 from the heat exchanger 15; line 16 selection of vapor absorbent (Fig. 1) from the evaporator 8; line 17 of the outlet of the finished product.

В схеме для осуществления способа регенерации насыщенного раствора абсорбента, изображенной на фиг.3, линия подачи насыщенного абсорбента соединена с эжектором 18, установленном на линии 11 подачи смеси основного и рециркулирующего потока абсорбента в печь 12, а в линии 13 подачи основного потока горячего раствора абсорбента из печи 12 в десорбер 3 установлен испаритель 8. In the diagram for implementing the method of regenerating the saturated absorbent solution shown in FIG. 3, the saturated absorbent supply line is connected to an ejector 18 mounted on the supply line 11 of the mixture of the main and recycle absorbent stream to the furnace 12, and in the supply line 13 of the main flow of the hot absorbent solution an evaporator 8 is installed from the furnace 12 to the stripper 3.

Способ осуществляется следующим образом. The method is as follows.

По предлагаемому способу насыщенный раствор абсорбента (гликоля) по линии 1 подают в теплообменник 2, подогревают горячим регенерированным абсорбентом (продуктом), отбираемым из кубовой части 5 десорбера 3, и нагретым подают в отпарную секцию 4 десорбера 3, в котором из него частично отпаривают легкокипящие компоненты (воду). Насыщенный раствор абсорбента с полуглухой тарелки десорбера 3 отбирают и по линии 7 подают в испаритель 8 (фиг. 1, 2) или эжектор 18 (фиг. 3). В испарителе 8 его смешивают с рециркулирующей частью раствора абсорбента, который подают по линии 14 из теплообменника 15, где его охлаждают, используя в качестве теплоносителя, и затем дросселируют. Смесь основного потока раствора абсорбента и рециркулирующего потока раствора абсорбента направляют насосом 10 по линии 11 в печь 12 для нагрева. После нагрева в печи 12 небольшую часть нагретого раствора абсорбента, в качестве рециркулирующего потока, по линии 9 направляют в теплообменник 15 испарителя 8 и далее через дроссель по линии 14 в испаритель 8. Основную часть горячего раствора абсорбента по линии 13 через регулятор давления, в котором ее дросселируют до давления в десорбере 3, направляют в кубовую часть 5 десорбера. За счет сброса давления по жидкости в кубовой части 5 десорбера выделяют из раствора абсорбента оставшийся паровой поток. According to the proposed method, a saturated solution of absorbent material (glycol) is fed through line 1 to a heat exchanger 2, heated with a hot regenerated absorbent material (product) taken from the bottom part 5 of stripper 3, and heated is fed to the stripping section 4 of stripper 3, in which low boilers are partially steamed from it components (water). A saturated solution of absorbent from the half-deaf plate of stripper 3 is selected and fed through line 7 to evaporator 8 (Fig. 1, 2) or ejector 18 (Fig. 3). In the evaporator 8, it is mixed with the recycle portion of the absorbent solution, which is supplied via line 14 from the heat exchanger 15, where it is cooled, using it as a heat carrier, and then throttled. The mixture of the main flow of the absorbent solution and the recirculated flow of the absorbent solution is sent by pump 10 along line 11 to the furnace 12 for heating. After heating in the furnace 12, a small part of the heated absorbent solution, as a recycle stream, is sent through line 9 to the heat exchanger 15 of the evaporator 8 and then through the choke via line 14 to the evaporator 8. The main part of the hot absorbent solution is through line 13 through the pressure regulator, in which it is throttled to pressure in stripper 3, sent to the bottom part 5 of the stripper. By depressurizing the liquid in the bottom part 5 of the stripper, the remaining vapor stream is separated from the absorbent solution.

Насыщенный раствор абсорбента с полуглухой тарелки десорбера 3 для восстановления его температуры и отбора части паров по линии 7 подают под теплообменную поверхность теплообменника 15 испарителя 8. Восстановление температуры осуществляют через теплообменную поверхность теплообменника 15 рециркулирующим горячим жидкофазным потоком абсорбента, который используют в качестве теплоносителя. Пары из испарителя 8 по линии 16 направляют под низ отпарной секции 4 десорбера 3. A saturated solution of absorbent material from the half-deaf plate of stripper 3 is used to restore part of the vapor through line 7 under the heat exchange surface of heat exchanger 15 of evaporator 8. Temperature recovery is carried out through the heat exchange surface of heat exchanger 15 by a recirculating hot liquid-phase absorbent stream, which is used as a heat transfer medium. Vapors from the evaporator 8 along the line 16 are sent under the bottom of the stripping section 4 of the stripper 3.

Регенерированный абсорбент из кубовой части 5 десорбера 3 после утилизации тепла в теплообменнике 2 по линии 17 отводится в качестве продукта. The regenerated absorbent from the bottom part 5 of the stripper 3 after heat recovery in the heat exchanger 2 through line 17 is discharged as a product.

Аналогичным образом осуществляется способ в колонне со встроенным испарителем (фиг. 2). Similarly, the method is carried out in a column with a built-in evaporator (Fig. 2).

В способе регенерации насыщенного раствора абсорбента, осуществляемого по схеме, изображенной на фиг. 3, рециркулирующий поток горячего раствора абсорбента по линии 9 подают в испаритель 8, затем смешивают в эжекторе 18, установленном на линии 11 подачи смеси в печь 12, с основным потоком абсорбента, поступающим по линии 7. In the method for regenerating a saturated absorbent solution, carried out according to the scheme depicted in FIG. 3, the recycle stream of the hot absorbent solution through line 9 is fed to the evaporator 8, then mixed in the ejector 18 installed on the mixture supply line 11 to the furnace 12, with the main absorbent stream coming through line 7.

Пример осуществления способа. An example implementation of the method.

В десорбер подают насыщенный раствор ТЭГа с концентрацией 96% мас. и температурой 160^oC в количестве 26730 кг/ч. Жидкая фаза с температурой 155^oC стекает на полуглухую тарелку и затем насосом подается в испаритель, где подогревается и смешивается с рециркулирующим через печь и трубное пространство испарителя раствором ТЭГа в количестве 58876 кг с температурой 189^oC.In the stripper serves a saturated solution of TEG with a concentration of 96% wt. and a temperature of 160 ^o C in an amount of 26730 kg / h. The liquid phase with a temperature of 155 ^o C flows onto a semi-blank plate and then is pumped into the evaporator, where it is heated and mixed with a TEG solution in the amount of 58876 kg, recirculated through the furnace and the tube space, at a temperature of 189 ^o C.

Из испарителя насосом смесь ТЭГа подается в печь, где нагревается до температуры 203^oC при давлении 0,37 МПа.From the evaporator by pump, the TEG mixture is fed into the furnace, where it is heated to a temperature of 203 ^o C at a pressure of 0.37 MPa.

Часть раствора 58876 кг абсорбента подогретого в печи отделяют, используют в качестве теплоносителя для восстановления температуры раствора ТЭГа, подаваемого в испаритель из десорбера, и отпарки из него влаги в количестве 717 кг, а затем смешивают с этим раствором ТЭГа и рециркулируют через печь. A part of the solution of 58876 kg of absorbent heated in the furnace is separated, used as a coolant to restore the temperature of the TEG solution supplied to the evaporator from the stripper, and moisture stripping from it in an amount of 717 kg, and then mixed with this TEG solution and recirculated through the furnace.

Другая часть горячего раствора ТЭГа, 26246 кг подается в дроссель с температурой 203^oC, а затем в кубовую часть колонны с температурой 199^oC для выветривания 246 кг влаги в виде паров. Регенерированный ТЭГ из кубовой части десорбера с температурой 199^oC и концентрацией 98,7% мас. в количестве 26000 кг отбирают в качестве готового продукта.Another part of the hot TEG solution, 26246 kg, is fed into the choke with a temperature of 203 ^o C, and then into the still bottom of the column with a temperature of 199 ^o C for weathering 246 kg of moisture in the form of vapors. Regenerated TEG from the bottom of the stripper with a temperature of 199 ^o C and a concentration of 98.7% wt. in the amount of 26,000 kg are selected as a finished product.

Таким образом, способ регенерации насыщенного раствора абсорбента, в котором часть раствора абсорбента рециркулируют через печь и используют для подогрева через теплообменную поверхность раствора абсорбента до подачи его на подогрев под давлением в печь, позволил снизить энергозатраты на регенерацию раствора, повысить концентрацию раствора за счет повышения его температуры в кубовой части и снизить количества рециркулирующего раствора для достижения требуемой температуры. Thus, the method of regeneration of a saturated absorbent solution, in which part of the absorbent solution is recycled through the furnace and used to heat the absorbent solution through the heat exchange surface before feeding it to pressure heating in the furnace, allowed to reduce the energy consumption for the solution regeneration and increase the concentration of the solution by increasing it temperature in the bottom part and reduce the amount of recirculating solution to achieve the desired temperature.

Claims

1. A method of regenerating a saturated absorbent solution, including withdrawing a saturated absorbent from the absorber, feeding it to the stripper, selecting the absorbent solution from the bottom of the mass transfer portion of the stripper and heating it in a furnace under pressure, providing its liquid-phase state, throttling the solution, and then feeding it to the still bottom stripper and recirculation of part of the absorbent solution through the furnace, characterized in that the part of the absorbent solution recirculated through the furnace is used to heat the solution through the heat exchange surface the absorber before it is fed to pressure heating in the furnace, and then throttled.

2. The method according to claim 1, characterized in that the absorbent solution is supplied under the heat exchange surface of the evaporator.

3. The method according to claim 1, characterized in that the selection of part of the absorbent heated in the furnace for recycling is carried out in an amount necessary to restore the temperature of the regenerated absorbent product stream heated in the furnace after throttling it.