RU2316384C2 - Method and device for catching and recuperating vapors of hydrocarbons - Google Patents
Method and device for catching and recuperating vapors of hydrocarbons Download PDFInfo
- Publication number
- RU2316384C2 RU2316384C2 RU2004125472/15A RU2004125472A RU2316384C2 RU 2316384 C2 RU2316384 C2 RU 2316384C2 RU 2004125472/15 A RU2004125472/15 A RU 2004125472/15A RU 2004125472 A RU2004125472 A RU 2004125472A RU 2316384 C2 RU2316384 C2 RU 2316384C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- absorbent
- absorber
- boiling
- stripper
- gas
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Gas Separation By Absorption (AREA)
- Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к процессам и аппаратам химической и нефтеперерабатывающей промышленности, системам транспортирования, хранении, перевалки и реализации нефтепродуктов, фармацевтической и пищевой промышленности, а также системам экологической защиты окружающей среды, и позволяет путем улавливания вредных, токсичных и полезных паров из парогазовых смесей, а также паров углеводородов (УВ) из паровоздушной смеси (ПВС), существенно сократить загрязнение атмосферы, вернуть (рекуперировать) в технологический процесс ценные продукты.The invention relates to processes and apparatuses of the chemical and oil refining industries, transportation systems, storage, transshipment and sale of petroleum products, pharmaceutical and food industries, as well as environmental environmental protection systems, and allows by collecting harmful, toxic and useful fumes from gas-vapor mixtures, and hydrocarbon vapor (HC) from the air-vapor mixture (PVA), significantly reduce atmospheric pollution, return (recuperate) valuable products to the process.
Данное изобретение может найти широкое применение на нефтеперерабатывающих заводах, нефтебазах, автомобильных, железнодорожных и морских эстакадах слива-налива нефтепродуктов, в том числе на АЗС в ходе хранения и заправки автомобилей, а также для улавливания и рекуперации паров растворителей, легкокипящих компонентов в химической и нефтехимической промышленности, на лакокрасочных производствах, в пищевой и медицинской промышленности и т.п.This invention can be widely used in oil refineries, oil depots, automobile, railway and offshore overpasses for the loading and unloading of petroleum products, including gas stations during storage and refueling of vehicles, as well as for collecting and recovering solvent vapors, low boiling components in the chemical and petrochemical industry, paint and varnish production, food and medical industries, etc.
Так, паровоздушная смесь, испаряющаяся из резервуаров хранения нефтепродуктов на нефтеперерабатывающих заводах, нефтебазах, или на эстакадах слива-налива нефтепродуктов в ходе операций наполнения-опорожнения различного рода емкостей, содержит воздух и значительное количество парообразных углеводородов (широкой фракции углеводородов - ШФЛУ) - примерно от 15 до 85 об.% - до 1,5 кг в 1 м3 ПВС, которые при попадании в атмосферу приводят как к существенному загрязнению окружающей среды, увеличению хронических заболеваний населения, так и к потере товарных нефтепродуктов, в частности легких фракций бензина, керосина и т.п. (при одновременном снижении качества самих нефтепродуктов). Поэтому паровоздушная смесь перед выходом в атмосферу должна пройти очистку от загрязняющих атмосферу паров (с возвратом последних в емкость хранения или спец накопители), что позволит сократить потери товарных нефтепродуктов или уловить вредные вещества при одновременном предотвращении загрязнения окружающей среды. Аналогичные проблемы имеются в других областях промышленности - химической, нефтехимической, пищевой, медицинской, парфюмерной и др., где работают с легкокипящими (легколетучими) фракциями.So, the air-vapor mixture evaporating from oil storage tanks at oil refineries, oil depots, or on oil loading and unloading racks during filling-emptying operations of various kinds of containers contains air and a significant amount of vaporous hydrocarbons (a wide fraction of hydrocarbons - BFLH) - approximately 15 to 85 vol.% - up to 1.5 kg in 1 m 3 of PVA, which when released into the atmosphere leads to both significant environmental pollution, an increase in chronic diseases of the population, and to loss marketable petroleum products, in particular light fractions of gasoline, kerosene, etc. (while reducing the quality of the oil products themselves). Therefore, the air-vapor mixture must be cleaned of atmospheric polluting vapors before returning to the atmosphere (with the return of the latter to the storage tank or special storage devices), which will reduce the loss of marketable petroleum products or catch harmful substances while preventing environmental pollution. Similar problems exist in other industries - chemical, petrochemical, food, medical, perfumery and others, where they work with boiling (volatile) fractions.
Известен ряд способов улавливания парообразных компонентов из газовых смесей, например паров углеводородов из паровоздушной смеси, нашедших практическое применение:A number of known methods for capturing vaporous components from gas mixtures, for example, hydrocarbon vapors from a steam-air mixture, which have found practical application:
1. Способ по Пат. RU №2100689, М.кл. F17C 3/00 заключается в улавливании паров углеводородов жидким сорбентом, в качестве которого используют часть жидких нефтепродуктов, которые забирают из нижней части резервуара, охлаждают и возвращают в верхнюю часть резервуара, орошая в противотоке пары углеводородов. Этот способ достаточно прост, но крайне энергоемкий, обладает низкой абсорбционной способностью из-за малой поверхности контактных фаз, малоэффективен и может применяться только при обработке паровоздушных смесей с малой концентрацией легколетучих компонентов (легкокипящих фракций углеводородов). В связи с чем данный способ применяется крайне редко и только при кратковременном (до 1-3-х дней) хранении нефти непосредственно в местах добычи (в основном в северных регионах), так как довольно быстро происходит насыщение абсорбента (нефти) уловленными легкими углеводородами до равновесного состояния и, соответственно, прекращения процесса абсорбции, т.е. очевидна необходимость практически непрерывной перекачки нефти на ее дальнейшую переработку при одновременном отводе неуловленных паров углеводородов в коллектор сбора попутных газов для их дальнейшей утилизации.1. The method according to Pat. RU No. 2100689, M.cl. F17C 3/00 consists in trapping hydrocarbon vapors with a liquid sorbent, which is used as part of the liquid petroleum products that are taken from the bottom of the tank, cooled and returned to the top of the tank, irrigating in countercurrent hydrocarbon vapor. This method is quite simple, but extremely energy-intensive, has a low absorption capacity due to the small surface of the contact phases, is ineffective and can only be used in the treatment of steam-air mixtures with a low concentration of volatile components (low-boiling hydrocarbon fractions). In this connection, this method is used extremely rarely and only for short-term (up to 1-3 days) storage of oil directly at the production sites (mainly in the northern regions), since the absorbent (oil) is saturated quite quickly with trapped light hydrocarbons up to equilibrium state and, accordingly, termination of the absorption process, i.e. the need for almost continuous pumping of oil for its further processing is obvious, while the non-trapped hydrocarbon vapors are diverted to the associated gas collector for their further utilization.
2. Способ утилизации паров бензина (см. процесс PR1-SEAD в журн. «ErdI, Erdgas, Kohle», том 108, №2, стр.81) включает двухступенчатую адсорбцию паров на активированном угле, регенерацию углей воздействием вакуума (при одновременном нагреве адсорбента) и (или) продувкой нагретым воздухом, поглощение выделенных из углей углеводородов (при их высокой концентрации) непосредственно бензином из резервуара.2. A method for utilizing gasoline vapors (see the PR1-SEAD process in the journal ErdI, Erdgas, Kohle, Volume 108, No. 2, p. 81) includes two-stage adsorption of vapor on activated carbon, coal regeneration by the action of vacuum (while heating adsorbent) and (or) by blowing with heated air, absorption of hydrocarbons extracted from coal (at their high concentration) directly with gasoline from the tank.
Этот способ, обеспечивающий утилизацию паров из резервуаров, позволяет достичь высокую степень их очистки, но крайне сложен и громоздок, т.к. предполагает многоступенчатую последовательность технологических операций, приводящую к наличию в установке для его осуществления металлоемких, крупногабаритных адсорбционных и абсорбционных блоков, сложной аппаратурно-технологической стадии десорбции, системы управления и др. Существенным недостатком способа, в виду периодичности процесса, является необходимость введения резервных адсорбционных блоков при длительной непрерывной работе, что вызвано необходимостью их поочередной последовательной регенерации с периодической остановкой на замену в них адсорбента - активированного угля.This method, which ensures the utilization of vapors from tanks, allows to achieve a high degree of purification, but it is extremely complicated and cumbersome, because involves a multi-stage sequence of technological operations leading to the presence in the installation for its implementation of metal-consuming, large-sized adsorption and absorption blocks, a complex hardware-technological stage of desorption, a control system, etc. A significant drawback of the method, in view of the periodicity of the process, is the need to introduce backup adsorption blocks when long continuous operation, which is caused by the need for their successive sequential regeneration with periodic A new replacement for the adsorbent activated carbon in them.
3. Способы очистки от углеводородов парогазовой смеси (см. пат. RU №2035365, М.кл. В65D 90/30, 20.05.1995; авт.св. SU №1512870, М.кл. В65D 90/30, 07.10.1989; пат. RU №2193443, М.кл. В65D 90/30, 29.10.2001 г.), основанные на принудительной прокачке ПВС эжекторным (жидкостно-газоструйным) насосом через сепаратор в вертикальную абсорбционную колонну. Жидкая фаза из емкости-сепаратора через теплообменник захолаживания поступает на вход в насос с образованием контура циркуляции жидкой среды (абсорбента) через эжекторный насос. В вертикальной абсорбционной колонне пары углеводородов абсорбируют жидким охлажденным керосином (в режиме противотока), который сливается в емкость отработанного абсорбента. Из емкости-сепаратора часть насыщенного абсорбента вторым насосом направляется через теплообменник подогрева в десорбер (состоящий из вертикальной ректификационной колонны, кипятильника и холодильника-конденсатора), в котором производится отделение уловленных паров углеводородов от керосина, при этом очищенный керосин возвращается через теплообменники нагрева абсорбента и захолаживания в абсорбер с целью повторного использования в новом цикле, а конденсат легких фракций бензина (регенерированные пары углеводородов) из холодильника-конденсатора частично отводится в ректификационную колонну, частично выводится в емкость с бензином.3. Methods of purification of hydrocarbons from a gas-vapor mixture (see US Pat. RU No. 2035365, M.cl. B65D 90/30, 05.20.1995; auth. St. SU No. 1512870, M.cl. B65D 90/30, 10/07/1989 ; Pat. RU No. 2193443, Mcl B65D 90/30, 10.29.2001), based on the forced pumping of the PVA by an ejector (liquid-gas-jet) pump through a separator into a vertical absorption column. The liquid phase from the separator tank through the cooling coil exits to the pump inlet with the formation of a liquid medium circulation circuit (absorbent) through the ejector pump. In a vertical absorption column, hydrocarbon vapors are absorbed by cooled liquid kerosene (in countercurrent mode), which is discharged into a spent absorbent tank. From the separator tank, a part of the saturated absorbent by the second pump is directed through the heating heat exchanger to the stripper (consisting of a vertical distillation column, boiler and condenser cooler), in which the trapped hydrocarbon vapors are separated from kerosene, while the purified kerosene is returned through the absorbent heating and cooling coils to the absorber for reuse in a new cycle, and the condensate of light gasoline fractions (regenerated hydrocarbon vapors) from refrigerators and the capacitor is partially removed in a distillation column, is derived partly into the container with gasoline.
Данные способы хотя и значительно проще адсорбционных, однако в них возникает ряд проблем, первая из которых - значительное газодинамическое сопротивление газовых трактов абсорбционных колонн, связанных со сложностью организации интенсивного и однородного тепломассообменного процесса в ходе абсорбции легколетучих компонентов, сложности очистки паровоздушной смеси от капельной фазы с диаметром частиц 3-15 мкм, образующейся после эжектора, что в совокупности не всегда позволяет достигнуть требуемой степени очистки паровоздушной смеси от углеводородов при удовлетворении критерию эффективность-стоимость. Кроме того, струйные эжекторные насосы для рассматриваемых расходов имеют значительные габариты при низком КПД, что в сочетании со сложностью аппаратурного оформления технологических процессов рассматриваемых схем - в виде газоструйных аппаратов, сепараторов, вертикальных абсорбционных и ректификационных колонн и т.д. - делает установки для их реализации громоздкими (особенно по высоте), металлоемкими и сложными в эксплуатации при больших перепадах температур (лето-зима) и, в конечном счете дорогими и нерентабельными даже для больших объемах переваливаемых нефтепродуктов, не говоря уже об относительно небольших выбросах паровоздушной смеси.Although these methods are much simpler than adsorption methods, a number of problems arise in them, the first of which is the significant gasdynamic resistance of the gas paths of the absorption columns, associated with the difficulty of organizing an intense and uniform heat and mass transfer process during the absorption of volatile components, the difficulty of cleaning the vapor-air mixture from the droplet phase with with a particle diameter of 3-15 microns formed after the ejector, which in aggregate does not always allow achieving the required degree of purification of the vapor-air mixture from hydrocarbons while satisfying the criterion of efficiency-cost. In addition, jet ejection pumps for the flow rates under consideration have significant dimensions at low efficiency, which, combined with the complexity of the hardware design of the technological processes of the circuits under consideration, in the form of gas-jet devices, separators, vertical absorption and distillation columns, etc. - makes installations for their implementation cumbersome (especially in height), metal-intensive and difficult to operate at large temperature differences (summer-winter) and, ultimately, expensive and unprofitable even for large volumes of transshipment of petroleum products, not to mention the relatively small emissions of steam and air mixtures.
4. Способы очистки от углеводородов паровоздушной смеси (см. пат. US №4475928, М.кл. В01D 53/14, 1984; пат. RU №2155631, М.кл. В01D 53/14, 06.05.1996; пат. RU №2088298, М.кл. В01D 5/00, В01D 90/30, 23.03.1995) включают абсорбцию углеводородных паров охлажденным керосином с последующей регенерацией керосина нагревом и поглощением выделенных из керосина паров бензином.4. Methods of purification of hydrocarbons from the vapor-air mixture (see US Pat. No. 4475928, M.cl. B01D 53/14, 1984; Pat. RU No. 2155631, M.cl. B01D 53/14, 05/06/1996; Pat. RU No. 2088298,
Эти способы, при использовании в качестве абсорбента керосина (далеко не оптимального абсорбента), обеспечивают степень улавливания углеводородов менее 85%, что в большинстве случаев, особенно при низких концентрациях улавливаемого компонента в смеси, неудовлетворительно. Кроме того, чтобы обеспечить указанную эффективность процесса абсорбции, необходимо охлаждать керосин до температуры -10÷-20°С, что требует больших энергетических затрат. Чтобы снизить энергетические затраты при реализации абсорбционных способов и уменьшить расход используемого абсорбента - керосина, в этих способах применяют дополнительные операции и приспособления, обеспечивающие либо предварительный отбор воздуха из паровоздушной смеси, например, с использованием мембран, что ведет к увеличению концентрации углеводородов в ПВС, поступающей в абсорбер, либо сжатие паровоздушной смеси в компрессоре до Ра=0,3-0,6 МПа, что при низких концентрациях углеводородов безопасно только при использовании "мокрых" компрессоров с ограничением степени сжатия и, как правило, имеющих либо низкий КПД, либо проблемы из-за подбора смазывающих масел, совместимых с ПВС.These methods, when using kerosene as an absorbent (far from an optimal absorbent), provide a hydrocarbon capture rate of less than 85%, which is unsatisfactory in most cases, especially at low concentrations of the captured component in the mixture. In addition, to ensure the indicated efficiency of the absorption process, it is necessary to cool kerosene to a temperature of -10 ÷ -20 ° C, which requires high energy costs. To reduce energy costs during the implementation of absorption methods and to reduce the consumption of the absorbent used - kerosene, these methods use additional operations and devices that provide either preliminary air sampling from the air-vapor mixture, for example, using membranes, which leads to an increase in the concentration of hydrocarbons in the PVA supplied into the absorber, or the compression of the vapor-air mixture in the compressor to P a = 0.3-0.6 MPa, which at low hydrocarbon concentrations is safe only when using "wet "compressors with limited compression and, as a rule, having either low efficiency or problems due to the selection of lubricating oils compatible with PVA.
Однако на практике, увеличение давления в абсорбционной колонне приводит к существенному росту энергопотребления на сжатие больших расходов ПВС, т.е. росту мощности компрессора и суммарных затрат энергии на осуществление процесса (в 3-5 раз). При этом сжатие ПВС до давлений (0,5-0,8) МПа с концентрацией углеводородов в диапазоне от 0,8 до 17 об.% может привести к воспламенению или даже взрыву ПВС, что требует гарантированного обеспечения работы установок на "богатых" смесях (с концентрацией углеводородов более 17%, что возможно только при замене кислорода "воздуха" инертным газом), или использования преимущественно "мокрых" технологий сжатия с одновременным обогащением ПВС, что еще больше усложняет процесс улавливания и рекуперации ШФЛУ. Кроме того, повышение рабочего давления в системе требует более сложных и дорогих мероприятий по обеспечению безопасной эксплуатации таких систем, приводит к усложнению установок, росту металлоемкости и габаритов установок и, как следствие, росту их стоимости.However, in practice, an increase in pressure in the absorption column leads to a significant increase in energy consumption for compressing large PVA costs, i.e. increase compressor power and total energy costs for the implementation of the process (3-5 times). In this case, the compression of PVA to pressures of (0.5-0.8) MPa with a hydrocarbon concentration in the range from 0.8 to 17 vol.% Can lead to ignition or even explosion of PVA, which requires guaranteed operation of the plants on “rich” mixtures (with a hydrocarbon concentration of more than 17%, which is possible only if the oxygen in the “air” is replaced with an inert gas), or the use of predominantly wet compression technologies with the enrichment of PVA, which further complicates the process of trapping and recovering BFLH. In addition, increasing the working pressure in the system requires more complex and expensive measures to ensure the safe operation of such systems, leading to more complicated installations, an increase in the metal consumption and dimensions of the installations, and, as a consequence, an increase in their cost.
Кроме того, использование керосина в качестве абсорбента ограничивает область применение этих способов производствами с большими объемами и номенклатурой производимых и хранимых нефтепродуктов, таких как нефтеперерабатывающие заводы (НПЗ) и нефтебазы (НБ), где всегда имеется в наличии керосин. На АЗС, где, как правило, из нефтепродуктов хранятся только бензин и дизельное топливо (ДТ), требуется строительство дополнительных емкостей для хранения керосина.In addition, the use of kerosene as an absorbent limits the scope of these methods for production with large volumes and the range of produced and stored petroleum products, such as oil refineries (refineries) and oil depots (NB), where kerosene is always available. At gas stations, where, as a rule, only gasoline and diesel fuel (DT) are stored from petroleum products, the construction of additional containers for storing kerosene is required.
Известны установки улавливания паров углеводородов из паровоздушной смеси, предназначенные, в той или иной мере, для реализации перечисленных выше целей в п.п.3, 4 способов - см. авт.свид. SU №1512870, М.кл. В65D 90/30, 07.10.1989; патенты RU №2193443, М.кл. В01D 53/72, В65D 90/30, 29.10.2001; RU №2106903, М.кл. В01D 53/14, В01D 53/75, 20.04.1993; RU №2050170, М.кл. В01D 19/00, 27.11.1992; RU №2080159, М.кл. В01D 53/14, В01D 53/80, 12.07.1993.Known installations for capturing hydrocarbon vapors from a steam-air mixture, designed, to one degree or another, for the implementation of the above objectives in
Общим для всех вышеприведенных способов и установок является осуществление процесса улавливания паров углеводородов из паровоздушной смеси методом абсорбции с последующей десорбцией абсорбента с использованием для этих целей широкой гаммы вертикальных (но крайне громоздких) тепломассообменных аппаратов (колонн).Common to all of the above methods and installations is the implementation of the process of trapping hydrocarbon vapors from an air-vapor mixture by absorption, followed by desorption of the absorbent using for this purpose a wide range of vertical (but extremely bulky) heat and mass transfer devices (columns).
Исходя из представленных в заявках материалов, установки по этим способам должны бы обеспечивать решение задачи эффективного улавливания паров углеводородов из паровоздушной смеси. Однако на практике данные способы в известном аппаратурном оформлении (на базе классических вертикальных тарельчатых и насадных колонн) не могут обеспечить заявленных рабочих характеристик из-за особенности их эксплуатации при пониженных температурах на нерасчетных режимах, в связи с чем они, в основном, используются во вторичных (десорбционных) контурах адсорбционных установок или работают на существенно более "мягких" режимах, как правило только при положительных температурах абсорбента из-за обледенения контактных зон установок при отрицательных температурах, что снижает эффективность улавливания паров углеводородов и ограничивает область их использования только для грубой очистки ПВС (улавливают до 75 об.% паров бензина или до 65 об.% паров нефти, что неприемлемо мало).Based on the materials presented in the applications, the plants using these methods should provide a solution to the problem of efficiently trapping hydrocarbon vapors from a steam-air mixture. However, in practice, these methods in a known hardware design (based on classic vertical disk and packed columns) cannot provide the declared performance characteristics due to the peculiarities of their operation at low temperatures in off-design conditions, and therefore they are mainly used in secondary (desorption) circuits of adsorption plants or operate at substantially softer modes, as a rule, only at positive temperatures of the absorbent due to icing of the contact zones of the plants and negative temperatures, which reduces the efficiency of hydrocarbon vapor capture and limits the scope of their use only for rough cleaning of PVA (up to 75 vol.% gasoline vapor or up to 65 vol.% oil vapor is captured, which is unacceptably small).
Основными недостатками вертикальных абсорбционных аппаратов являются:The main disadvantages of vertical absorption devices are:
- большое гидравлическое сопротивление по рабочим трактам, что практически всегда ведет к необходимости использования "переразмеренных" или "урезанных" по высоте колонн, либо оснащения установок компрессорами для принудительного нагнетания ПВС, способными инициировать воспламенение смеси и снижающими безопасность процесса;- high hydraulic resistance along the working paths, which almost always leads to the need to use "oversized" or "trimmed" columns in height, or equip the units with compressors for forced injection of PVA, capable of initiating ignition of the mixture and reducing the safety of the process;
- значительный разброс интенсивности процессов в рабочей зоне насадных и тарельчатых колонных аппаратах, образование байпас-эффектов, капельных выбросов, что ведет к необходимости введения успокоительных и сепарационных камер, регулярных насадок и, как следствие, росту габаритов и стоимости установок.- a significant variation in the intensity of processes in the working area of packed and plate-type column apparatuses, the formation of bypass effects, droplet emissions, which leads to the need for soothing and separation chambers, regular nozzles and, as a consequence, an increase in the size and cost of the plants.
Такие устройства и, соответственно, оснащенные ими установки возможно устанавливать только на крупных НПЗ, нефтебазах и нефтеперевалочных комплексах, обладающих достаточными площадями для их размещения. Окупиться такие установки могут только при работе в непрерывных режимах при больших объемах переваливаемых и хранимых нефтепродуктов.Such devices and, accordingly, installations equipped with them can be installed only at large refineries, oil depots and oil transshipment complexes with sufficient space for their placement. Such installations can pay off only when operating in continuous modes with large volumes of transshipment and storage of petroleum products.
В некоторых случаях, для повышения полноты улавливания углеводородов из ПВС, установки оснащаются на выходе дополнительными устройствами - адсорбционными блоками (см. пат. RU №2106903, №2050170 и др.), или блоками катализаторов окисления углеводородов перед выходом на свечи рассеивания (см. пат. №2080159). Последний способ требует соответствующих обоснований (и тщательной экспериментальной отработки) в силу того, что концентрация паровоздушной смеси, поступающей на блоки катализаторов окисления углеводородов, практически всегда находится во взрывоопасном диапазоне (0,8-5 об.% по концентрации углеводородов). Последнее обстоятельство либо вообще исключает возможность использования открытых высокотемпературных систем в комплексе с коллекторной обвязкой и традиционными огнепреградителями (пробиваемых при детонационном и дефлаграционном горении), либо требует введения огнепреградителей, способных удержать распространение детонационного и дефлаграционного горения.In some cases, in order to increase the completeness of hydrocarbon capture from PVA, the plants are equipped with additional devices at the outlet — adsorption units (see US Pat. RU No. 2106903, No. 2050170, etc.), or blocks of hydrocarbon oxidation catalysts before exiting the dispersion plugs (see Pat. No. 2080159). The latter method requires appropriate justification (and thorough experimental testing) due to the fact that the concentration of the vapor-air mixture supplied to the blocks of hydrocarbon oxidation catalysts is almost always in the explosive range (0.8-5 vol.% Based on hydrocarbon concentration). The latter circumstance either completely excludes the possibility of using open high-temperature systems in combination with collector piping and traditional fire arresters (penetrated by detonation and deflagration combustion), or requires the introduction of fire arresters capable of containing the spread of detonation and deflagration combustion.
В совокупности - практическое внедрение всех вышеприведенных способов в предлагаемом аппаратурном оформлении крайне затруднительно, главным образом из-за громоздкости используемых в них абсорбционных и десорбционных колонн вертикального типа и сложного комплекса противопожарных мероприятий на входных и выходных устройствах.In total, the practical implementation of all the above methods in the proposed hardware design is extremely difficult, mainly due to the cumbersomeness of the vertical absorption and desorption columns used in them and the complex set of fire protection measures at the input and output devices.
Известен способ (патент RU №2088298, М.кл. В01D 5/00, В65D 90/30, 23.03.1995), включающий подачу паровоздушной смеси с последующей абсорбцией из нее углеводородных паров охлажденным жидким абсорбентом и выводом воздуха из процесса, и установка (патент RU №2050170, М.кл. В01D 19/00, 27.11.1992), содержащая абсорбер, холодильную машину, теплообменники, насос, соединительные подводящие и отводящие трубопроводы абсорбента, паровоздушной смеси и очищенного воздуха, средства автоматики, включающие клапана, датчики, вентили, и блок автоматического управления ее работой.The known method (patent RU No. 2088298, Mcl
Наиболее близким к предлагаемому способу является способ улавливания паров легкокипящих веществ из углеводородов, изложенный в заявке JP №2268808 (кл. В01D 53/14, 02.11.1990)), в котором происходит подача паровоздушной смеси в абсорбер, последующая абсорбция паров легкокипящих углеводородов жидким абсорбентом, вывод очищенного воздуха и абсорбента и подача абсорбента, насыщенного углеводородами, в десорбер.Closest to the proposed method is a method for trapping vapors of low boiling substances from hydrocarbons described in JP application No. 2268808 (
Очевидными достоинствами данного способа является более рациональное построение процесса улавливания паров легкокипящих веществ. Однако, как и в ранее рассмотренных способах, опора на классическое аппаратурное оформление и незавершенность его построения, с точки зрения минимизации энергетических затрат на его осуществление, не позволяет перевести его в класс рентабельных при сохранении ряда недостатков, характерных ранее рассмотренным способам.The obvious advantages of this method is a more rational construction of the process of trapping vapors of boiling substances. However, as in the previously considered methods, relying on the classical hardware design and the incompleteness of its construction, from the point of view of minimizing the energy costs of its implementation, does not allow to transfer it to the cost-effective class while maintaining a number of disadvantages characteristic of the previously considered methods.
Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является создание процесса улавливания и рекуперации паров легкокипящих веществ (ЛВ), например легкокипящих углеводородов, спиртов, эфиров, аммиака и др. из парогазовых смесей при одновременном исключении внешних систем охлаждения абсорбента и высокотемпературных режимов десорбции абсорбента, реализации авторегулируемости этих процессов непосредственно в ходе их проведения по замкнутому циклу при одновременном упрощении аппаратурного оформления процесса, снижение энергопотребления, габарито-массовых характеристик установок для его реализации, стоимости их изготовления и эксплуатации, т.е. повышение эффективности, безопасности и авторегулируемости процесса, автономности и экономичности.The problem to which the present invention is directed, is to create a process for capturing and recovering vapors of low boiling substances (LP), for example low boiling hydrocarbons, alcohols, esters, ammonia and others from gas-vapor mixtures, while excluding external absorbent cooling systems and high-temperature modes of absorbent desorption, the implementation of auto-adjustability of these processes directly during their implementation in a closed cycle while simplifying the hardware design of the process, reducing energy consumption, size and mass characteristics of installations for its implementation, the cost of their manufacture and operation, i.e. improving the efficiency, safety and auto-regulation of the process, autonomy and efficiency.
Указанная задача решается за счет того, что в способе улавливания паров легкокипящих веществ (ЛВ) из парогазовых смесей (ПГС), например легкокипящих углеводородов из паровоздушных смесей (ПВС), включающем подачу парогазовой смеси в абсорбер, последующую абсорбцию из нее паров легкокипящих веществ жидким абсорбентом, вывод очищенного газа из абсорбера и подачу насыщенного ЛВ абсорбента в десорбер, согласно изобретению, в качестве абсорбера используют горизонтальный дисковый тепломассообменный аппарат, в качестве абсорбента - высококипящие вещества, которые подают в абсорбер навстречу парогазовой смеси, пропускают их последовательно и противоточно движению ПГС по щелевым зазорам между контактными дисками, осуществляя таким образом взаимодействие парогазовой смеси с поверхностью пленки жидкого абсорбента, непрерывно образующейся на поверхности вращающихся контактных дисков, причем количество абсорбента пропорционально расходу ПГС из расчета достижения концентрации, близкой к равновесной, как минимум, одного из легкокипящих веществ в абсорбенте, при этом процесс десорбции абсорбента проводят при давлении существенно ниже атмосферного - в диапазоне от 0,005 до 0,05 МПа, при средней температуре абсорбента выше температуры кипения основных десорбируемых легкокипящих веществ при данном давлении в режиме противотока абсорбента и паровой фазы путем испарения легкокипящих веществ, одновременно выполняющих функцию холодильных агентов, из образующейся на вращающихся дисках пленки высококипящего абсорбента, насыщенного легкокипящими веществами при одновременном его охлаждении за счет отвода собственной тепловой энергии абсорбента на испарение легкокипящих веществ, при этом паровую фазу, выводимую из десорбера, охлаждают встречным не нагретым потоком абсорбента до температуры конденсации высококипящих паров абсорбента, выведенные из десорбера пары фракций легкокипящих веществ сжимают и конденсируют при давлении выше атмосферного при одновременном их охлаждении в теплообменнике жидким абсорбентом, вытекающем из абсорбера, образовавшийся конденсат легкокипящих фракций выводят их процесса, а очищенный охлажденный абсорбент направляют обратно в абсорбер для проведения процесса абсорбции.This problem is solved due to the fact that in the method of trapping vapors of low boiling substances (LP) from vapor-gas mixtures (ASG), for example, low-boiling hydrocarbons from vapor-air mixtures (PVA), which includes supplying a vapor-gas mixture to an absorber, followed by absorption of vapor of low-boiling substances from it with a liquid absorbent , the removal of purified gas from the absorber and the supply of saturated drug absorbent to the stripper, according to the invention, a horizontal disk heat and mass transfer apparatus is used as an absorber, a high boil is used as an absorbent other substances that are fed into the absorber towards the vapor-gas mixture, pass them sequentially and countercurrently to the ASG movement along the slit gaps between the contact disks, thereby interacting the gas-vapor mixture with the surface of the liquid absorbent film continuously forming on the surface of the rotating contact disks, the amount of absorbent being proportional to the flow rate ASG based on the achievement of a concentration close to the equilibrium of at least one of the low-boiling substances in the absorbent, while sorption of the absorbent is carried out at a pressure significantly lower than atmospheric - in the range from 0.005 to 0.05 MPa, at an average temperature of the absorbent above the boiling point of the main desorbed boiling substances at a given pressure in the countercurrent mode of the absorbent and vapor phase by evaporation of low boiling substances, simultaneously performing the function of refrigerants from a film of high-boiling absorbent formed on rotating disks saturated with low-boiling substances while cooling it due to the removal of its own the thermal energy of the absorbent for the evaporation of low-boiling substances, while the vapor phase removed from the stripper is cooled by a counter unheated absorbent stream to the condensation temperature of the high-boiling absorbent vapor, the pairs of fractions of low-boiling substances removed from the stripper are compressed and condensed at a pressure above atmospheric while cooling them in heat exchange the liquid absorbent flowing from the absorber, the condensate of low boiling fractions formed remove their process, and the purified cooled absorbent directs They are fed back into the absorber to carry out the absorption process.
С целью обеспечения высокой полноты улавливания легкокипящих паров бензина, образующих широкую фракцию легкокипящих углеводородов (ШФЛУ), повышения эффективности рабочего цикла и КПД процесса, универсальности, доступности и простоты реализации процесса, в том числе по критерию "эффективность-стоимость", в качестве абсорбента используют, например, дизельное топливо, которое подают в абсорбер при температуре от +5 до -5°С из расчета от 5 до 20 литров абсорбента на один м3 ПВС, причем скорость течения паровоздушной смеси и абсорбента относительно поверхности контактных дисков не более 3 м/сек, время пребывания паровоздушной смеси в контактной зоне - не менее 1,2-1,7 секунд и скорость вращения контактных дисков от 10 об/мин до 100 об/мин, при этом отношение расхода паровоздушной смеси (V, м3/час) к поверхности контактных дисков (S, м2) меньше или равна 2-5.In order to ensure a high degree of capture of low-boiling gasoline vapors forming a wide fraction of low-boiling hydrocarbons (BFLH), increase the efficiency of the process cycle and process efficiency, universality, availability and ease of implementation of the process, including the “cost-effectiveness” criterion, the absorbent is used for example, diesel fuel, which is supplied to the absorber at a temperature of from +5 to -5 ° C based on 5 to 20 liters of absorbent per m 3 of PVA, the flow rate of the vapor-air mixture and the absorbent of the relative the surface of the contact disks is not more than 3 m / s, the residence time of the vapor-air mixture in the contact zone is not less than 1.2-1.7 seconds and the rotation speed of the contact disks is from 10 rpm to 100 rpm, while the ratio of the flow of vapor-air mixture (V, m3 / h) to the surface of the contact disc (S, m 2) less than or equal to 2.5.
С целью увеличения степени охлаждения абсорбента при повышении КПД рабочего цикла процесса целесообразно образовавшийся при охлаждении конденсат легкокипящих веществ дросселировать до давления ниже критического для одного или части легкокипящих веществ с его вскипанием при постоянном давлении и снижением его температуры, при этом тепло, необходимое для кипения легкокипящих веществ, отводят от очищенного абсорбента, обеспечивая тем самым его дополнительное охлаждение, образовавшуюся при этом паровую часть легкокипящих веществ направляют при выходе на стационарный режим на вход ПВС в абсорбер, а на стационарном режиме - дросселируют в десорбер, снабженный вакуумным насосом-компрессором, а оставшуюся часть конденсата легкокипящих веществ выводят из процесса.In order to increase the degree of cooling of the absorbent with an increase in the efficiency of the operating cycle of the process, it is advisable to throttle the condensate of low-boiling substances formed upon cooling to a pressure lower than critical for one or part of low-boiling substances with boiling at constant pressure and lowering its temperature, while the heat required for boiling of low-boiling substances , divert from the purified absorbent, thereby providing its additional cooling, the resulting vapor portion of boiling substances, for example when entering stationary mode, they enter the PVA in the absorber, and in stationary mode they are throttled into a stripper equipped with a vacuum pump-compressor, and the remaining condensate of low-boiling substances is removed from the process.
С целью минимизации энергетических затрат на реализацию процесса при повышении КПД рабочего цикла целесообразно снижение давления в десорбере до 0,005-0,05 МПа осуществлять в процессе работы жидкостно-кольцевого вакуумного насоса.In order to minimize energy costs for the implementation of the process while increasing the efficiency of the working cycle, it is advisable to reduce the pressure in the stripper to 0.005-0.05 MPa during the operation of the liquid ring vacuum pump.
С целью минимизации энергетических затрат на реализацию процесса при повышении КПД рабочего цикла целесообразно в качестве рабочей жидкости для жидкостно-кольцевого вакуумного насоса использовать абсорбент, участвующий в процессе.In order to minimize energy costs for the implementation of the process while increasing the efficiency of the working cycle, it is advisable to use the absorbent involved in the process as the working fluid for the liquid ring vacuum pump.
С целью минимизации энергетических затрат на реализацию процесса при повышении КПД рабочего цикла целесообразно частичный нагрев абсорбента осуществлять в ходе его протекания через жидкостно-кольцевой вакуумный насос в процессе его работы.In order to minimize energy costs for the implementation of the process while increasing the efficiency of the duty cycle, it is advisable to partially heat the absorbent during its flow through the liquid ring vacuum pump during its operation.
С целью минимизации энергетических затрат на реализацию процесса при повышении КПД рабочего цикла целесообразно температуру нагрева абсорбента устанавливать из расчета, что средняя температура холодного и нагретого потоков абсорбента, поступающих в десорбер, не должна быть ниже температуры кипения основных, наиболее высококипящих из десорбируемых веществ при данном давлении, при этом температура холодной части абсорбента, подаваемой в десорбер, должна быть ниже температуры кипения наиболее высококипящего из веществ десорбируемой фракции с учетом нагрева абсорбента от конденсации на контактных дисках десорбера паров с высокой температурой кипения, входящих в состав абсорбента.In order to minimize energy costs for the implementation of the process while increasing the efficiency of the working cycle, it is advisable to set the temperature of the absorbent heating on the basis that the average temperature of the cold and heated absorbent streams entering the stripper should not be lower than the boiling point of the main, highest boiling point desorbed substances at a given pressure while the temperature of the cold part of the absorbent supplied to the stripper should be lower than the boiling point of the highest boiling point of the desorbed substances fraction taking into account the heating of the absorbent from condensation on the contact disks of the desorber vapors with a high boiling point that are part of the absorbent.
В качестве примера №1. Поскольку в основу предлагаемого процесса улавливания паров легкокипящих веществ, например паров широкой фракции легкокипящих углеводородов (ШФЛУ) из ПВС, положен принцип абсорбции высококипящими (по сравнению с абсорбируемыми веществами) абсорбентами, то применительно к данной задаче в качестве абсорбента возможно использование нефтяного масла, керосина или дизельного топлива, температура кипения которых более +170-+180°С. Использование летнего ДТ как абсорбента целесообразно по следующим причинам: его широкой доступности на нефтеперевалочных базах и АЗС; его стабильности, высокой температуре кипения (≥180°С, что более чем на 140°С выше температуры кипения основных улавливаемых компонентов), низкой вязкости при данной температуре абсорбции, первоначального отсутствия в нем легкокипящих фракций бензина.As an example, No. 1. Since the proposed process for trapping vapors of low-boiling substances, such as vapors of a wide fraction of low-boiling hydrocarbons (BFLH) from PVA, is based on the principle of absorption by high-boiling (compared to absorbable substances) absorbents, it is possible to use petroleum oil, kerosene or diesel fuel, the boiling point of which is more than + 170- + 180 ° С. The use of summer diesel fuel as an absorbent is advisable for the following reasons: its wide availability at oil transshipment bases and gas stations; its stability, high boiling point (≥180 ° С, which is more than 140 ° С higher than the boiling temperature of the main trapped components), low viscosity at this absorption temperature, and the initial absence of low-boiling gasoline fractions in it.
(На АЗС и НБ, на которых отсутствует ДТ, в качестве абсорбента целесообразно использовать нефтяное масло).(At petrol stations and petrol stations where there is no diesel fuel, it is advisable to use petroleum oil as an absorbent).
Использование ДТ (как и нефтяного масла и керосина) в качестве абсорбента при проведении процесса в ГДТМОА обеспечивает высокие коэффициенты тепло- и массопереноса (при данной температуре) за счет большей удельной плотности, толщины, равномерности и достаточной подвижности пленки абсорбента на вращающихся дисках (за счет приемлемой вязкости) и, следовательно, организации эффективного процесса абсорбции. Главным достоинством ДТ, нефтяного масла и керосина является высокая растворимость в них (до равновесной концентрации) ШФЛУ при температуре -5-+5°С, составляющая:The use of DT (as well as petroleum oil and kerosene) as an absorbent during the process in GDTMOA provides high heat and mass transfer coefficients (at a given temperature) due to the greater specific density, thickness, uniformity and sufficient mobility of the absorbent film on rotating disks (due to acceptable viscosity) and, therefore, the organization of an effective absorption process. The main advantage of diesel fuel, petroleum oil and kerosene is their high solubility (up to equilibrium concentration) of BFLH at a temperature of -5- + 5 ° С, which is:
Учитывая относительно невысокий процент содержания пропана (С3Н8) в ПВС бензина - не более 1,5% и относительно высокое значение константы равновесия, делает полное извлечение этого компонента из ПВС экономически нецелесообразным. Для пропана отношение массовых расходов абсорбента и ПВС составляет 20...50 при температуре ДТ в диапазоне температур - 20÷0°С, т.е. логично ограничить степень извлечения углеводородов из ПВС 97...98% (при Т≈0°С), отказавшись от полного улавливания пропана, но при этом резко сократить расход абсорбента, существенно уменьшить габариты абсорбера, снизить энергопотребление установки и ее стоимость.Given the relatively low percentage of propane content (C 3 H 8 ) in the PVA of gasoline - not more than 1.5% and the relatively high value of the equilibrium constant, makes the complete extraction of this component from PVA economically impractical. For propane, the ratio of the mass flow rates of the absorbent and PVA is 20 ... 50 at the temperature of the diesel fuel in the temperature range - 20 ÷ 0 ° С, i.e. it is logical to limit the degree of hydrocarbon recovery from PVA to 97 ... 98% (at T≈0 ° C), refusing to completely capture propane, but at the same time drastically reduce the consumption of absorbent material, significantly reduce the dimensions of the absorber, and reduce the energy consumption of the unit and its cost.
Для бутана отношение массовых расходов абсорбента и ПВС составляет 10...20, для пентанов - 3÷5. При таком отношении массовых расходов абсорбента и ПВС, при соответствующем подборе температуры и правильной организации самого процесса абсорбции, степень поглощения углеводородов, начиная с бутана, может быть сколь угодно высокой.For butane, the ratio of the mass flow rates of absorbent and PVA is 10 ... 20, for pentanes - 3 ÷ 5. With this ratio of the mass flow rates of the absorbent and PVA, with the appropriate selection of temperature and the proper organization of the absorption process itself, the degree of absorption of hydrocarbons, starting with butane, can be arbitrarily high.
Таким образом, хотя "критическим" компонентом ШФЛУ в ПВС бензина является пропан, степень поглощения которого и определяет, в основном, степень поглощения ШФЛУ и который является наиболее трудно поглощаемым из паров бензина (исключая, соответственно, метан и этан, которых в ПВС бензина нет), но учитывая его низкую концентрацию ≤1,5%, за критический компонент следует принять бутан, концентрация которого в ПВС может достигать 55% от суммы паров углеводородов.Thus, although the “critical” component of NGL in PVA gasoline is propane, the degree of absorption of which determines mainly the degree of absorption of NGL and which is the most difficult to absorb from gasoline vapors (excluding, respectively, methane and ethane, which are not present in PVA gasoline ), but given its low concentration of ≤1.5%, butane should be taken as a critical component, the concentration of which in PVA can reach 55% of the total hydrocarbon vapor.
Способность абсорбента поглощать (абсорбировать) ШФЛУ существенно зависит от температуры абсорбента (от равновесной концентрации при данной температуре). Так, при ТДТ=+20°С и расходе абсорбента 10 л/м3 ПВС полнота улавливания ШФЛУ составляет менее 65% (концентрация ШФЛУ в очищенной ПВС составляет до 7÷12%, что неприемлемо), то при ТДТ=0÷-3°С - полнота улавливания ШФЛУ составляет ≥93% (до 98%), а концентрация ШФЛУ в очищенной ПВС составляет уже ~1,5÷0,5%. Необходимость в охлаждении абсорбента очевидна.The ability of an absorbent to absorb (absorb) NGL substantially depends on the temperature of the absorbent (on the equilibrium concentration at a given temperature). So, at T DT = + 20 ° С and an absorbent flow rate of 10 l / m 3 PVA, the capture of BFLH is less than 65% (the concentration of BFLH in purified PVA is up to 7 ÷ 12%, which is unacceptable), then at T DT = 0 ÷ -3 ° С - completeness of capture of BFLH is ≥93% (up to 98%), and the concentration of BFLH in purified PVA is already ~ 1.5 ÷ 0.5%. The need for cooling the absorbent is obvious.
Так как в данном процессе легкокипящие вещества, например пары легкокипящих углеводородов, могут рассматриваться и как холодильные агенты (хладагенты), то в данном процессе (абсорбции - десорбции легкокипящих веществ) с целью повышения его эффективности рационально использовать принцип построения процесса, положенного в основу работы холодильных абсорбционных установок, основанного на использовании свойств смесей, состоящих из компонентов, резко отличающихся температурами кипения при одном и том же давлении (в т.ч. углеводородов).Since in this process low-boiling substances, for example vapors of low-boiling hydrocarbons, can also be considered as refrigerants (refrigerants), in this process (absorption - desorption of low-boiling substances), in order to increase its efficiency, it is rational to use the principle of constructing the process underlying the work of refrigeration absorption plants based on the use of the properties of mixtures consisting of components that differ sharply at boiling points at the same pressure (including hydrocarbons).
Легкокипящими углеводородами, входящими в состав ПВС бензинов (при Р=0,1 мПа), являются:The low-boiling hydrocarbons that make up the PVA gasolines (at P = 0.1 MPa) are:
С3Н8 Ткип=-40°С;C 3 H 8 T bales = -40 ° C;
С4Н10 Ткип=-1°С;C 4 H 10 T bales = -1 ° C;
ΣC5H12 Ткип≤+36°С;ΣC 5 H 12 T bales ≤ + 36 ° C;
ΣС6Н14 Ткип≤+69°С;ΣС 6 Н 14 Т bales ≤ + 69 ° С;
которые имеют существенно меньшую температуру кипения, чем абсорбент, например дизельное топливо (Ткип≥+180°С). Концентрация паров углеводородов C7H16... и С8Н18..., входящих в состав ПВС бензинов, незначительна (менее 1%). Температура кипения C7H16... и С8Н18... ниже или равна, соответственно, +98°С и +126°С, они хорошо абсорбируются, но из-за высокой температуры кипения их, как хладагенты, можно не учитывать.which have a significantly lower boiling point than an absorbent, for example diesel fuel (T bale ≥ + 180 ° C). The concentration of hydrocarbon vapor C 7 H 16 ... and C 8 H 18 ... included in the composition of PVA gasolines is insignificant (less than 1%). The boiling point of C 7 H 16 ... and C 8 H 18 ... is lower or equal to + 98 ° С and + 126 ° С, respectively, they are well absorbed, but because of their high boiling point, they can be used as refrigerants do not take into account.
При поглощении ШФЛУ (холодильных агентов) до равновесной концентрации, температура абсорбента повышается.When absorption of BFLH (refrigerants) to an equilibrium concentration, the temperature of the absorbent rises.
При последующем вакуумировании абсорбента (при 0,01 МПа), давление паров ШФЛУ в абсорбенте значительно превышает равновесное, происходит их испарение при существенно более низкой температуре с отбором (собственной) теплоты абсорбента и его охлаждением. Паровая фаза фракции легкокипящих углеводородов из вакуумного насоса под избыточным давлением более 0,16-0,3 МПа направляется в теплообменник (конденсатор), где охлаждается холодным абсорбентом, вытекающим из абсорбционного блока, и конденсируется, выделяя теплоту QK, Образовавшийся конденсат холодильного агента затем проходит через дроссель (регулируемый вентиль), где дросселируется до давления кипения (р2<p1), и далее теплообменник ТОх, где частично вскипает и снижает свою температуру до Тх. Образовавшаяся парожидкостная смесь направляется в холодильную емкость Е1, встроенную в бак с чистым абсорбентом. В теплообменнике ТОх и емкости Е1 (испарителях) холодильный агент, забирая теплоту от охлаждаемого абсорбента, частично выкипает при постоянном давлении р2, в температурном диапазоне, зависящем от состава и соотношения легкокипящих углеводородов (ЛУ). Оставшийся конденсат легкокипящих углеводородов выводится в накопитель, а паровая фаза ЛУ возвращается в абсорбер (в момент первого запуска установки) или в десорбер с расширением до Р=0,01 МПа и дополнительным охлаждением абсорбента.During the subsequent evacuation of the absorbent (at 0.01 MPa), the vapor pressure of NGL in the absorbent significantly exceeds the equilibrium pressure, they evaporate at a significantly lower temperature with the selection of the (intrinsic) heat of the absorbent and its cooling. The vapor phase of the low-boiling hydrocarbon fraction from the vacuum pump under an overpressure of more than 0.16-0.3 MPa is directed to a heat exchanger (condenser), where it is cooled by a cold absorbent flowing from the absorption block and condenses, releasing heat Q K , The condensate formed of the refrigerant is then It passes through the choke (adjustable gate) where boiling is throttled to the pressure (p 2 <p 1) and a further heat exchanger THEN x, where partly boils and reduces its temperature to T h. The resulting vapor-liquid mixture is sent to the refrigeration tank E1, built into the tank with a clean absorbent. In the TO x heat exchanger and E1 tank (evaporators), the refrigerant, taking the heat from the cooled absorbent, partially boils off at a constant pressure p 2 , in a temperature range that depends on the composition and ratio of low-boiling hydrocarbons (LU). The remaining condensate of low-boiling hydrocarbons is discharged to the accumulator, and the vapor phase of the LU is returned to the absorber (at the moment of the first start-up of the installation) or to the stripper with expansion to P = 0.01 MPa and additional cooling of the absorbent.
Высокая равновесная концентрация легкокипящих углеводородов в ДТ (с учетом распределения ЛУ в ПВС) позволяет доводить их фактическое содержание в абсорбенте - ДТ до 5%-10% и более, т.е. Σ(С3...-С6...) до 80-200 г и более в 1 литре ДТ, тем самым обеспечить, с одной стороны минимальный расход абсорбента на 1 м3 ПВС, с другой стороны достаточную концентрацию ШФЛУ в абсорбенте для эффективного использования их как холодильных агентов, обеспечивающих охлаждение абсорбента в процессе вакуумной отгонки ШФЛУ.The high equilibrium concentration of low-boiling hydrocarbons in diesel fuel (taking into account the distribution of LN in PVA) allows us to bring their actual content in the absorbent - diesel fuel to 5% -10% or more, i.e. Σ (C 3 ... -C 6 ... ) up to 80-200 g or more in 1 liter of diesel fuel, thereby ensuring, on the one hand, the minimum consumption of absorbent per 1 m 3 of PVA, on the other hand, a sufficient concentration of NGL in the absorbent for their effective use as refrigerants, providing cooling of the absorbent in the process of vacuum distillation of BFLH.
Так, при среднем содержании легкокипящих углеводородов в парах бензина (в 1 м3 ПВС) от ~500 до 1000 г/м3 ПВС (в которых, в зависимости от марки и состава бензина, содержится: - С3Н8≤1,5%; ΣC4H10≤55%; ΣC5H12≤45%; ΣС6Н14...≤3%) при расходе ~7 литров ДТ (абсорбента) на 1 м3 ПВС при температуре +5--5°С равновесная концентрация Σ(С3Н8+С4Н10) в абсорбенте может составлять до 3,5%, а концентрация ΣC5H12+ΣC6H14 более 13% (теоретически, равновесная концентрация Σ(С6Н12+С6Н14 и выше) при температуре абсорбции +3÷-5°С составляет 40÷65%). При температуре десорбции Тдес=+18-+25°С и Р=0,01 МПа) равновесная концентрация Σ(С3Н8+С4Н10) будет близка к нулю, a ΣC5H12+ΣС6Н14 менее 1÷5%, т.е. произойдет отгонка (испарение) практически всей суммы уловленных легкокипящих углеводородов.So, with an average content of low-boiling hydrocarbons in gasoline vapors (in 1 m 3 PVA) from ~ 500 to 1000 g / m 3 PVA (in which, depending on the type and composition of gasoline, it contains: - С 3 Н 8 ≤1.5 %; ΣC 4 H 10 ≤55%; ΣC 5 H 12 ≤45%; ΣС 6 Н 14 ... ≤3%) at a flow rate of ~ 7 liters of diesel fuel (absorbent) per 1 m 3 of PVA at a temperature of + 5--5 ° С the equilibrium concentration of Σ (С 3 Н 8 + С 4 Н 10 ) in the absorbent can be up to 3.5%, and the concentration of ΣC 5 H 12 + ΣC 6 H 14 is more than 13% (theoretically, the equilibrium concentration Σ (С 6 Н 12 + С 6 Н 14 and higher) at an absorption temperature of + 3 ÷ -5 ° С it is 40 ÷ 65%). At the desorption temperature T des = + 18- + 25 ° С and Р = 0.01 MPa) the equilibrium concentration Σ (С 3 Н 8 + С 4 Н 10 ) will be close to zero, and a ΣC 5 H 12 + ΣС 6 Н 14 less than 1 ÷ 5%, i.e. distillation (evaporation) of almost the entire amount of trapped low-boiling hydrocarbons will occur.
Таким образом, исходя из того, что пропан, бутан и пентаны (в рассматриваемом случае для данного процесса) являются эффективными холодильными агентами, очевидны преимущества предложенного замкнутого рабочего цикла (с вакуумной десорбцией абсорбента), позволяющего организовать охлаждение абсорбента непосредственно в ходе реализации цикла "абсорбция-десорбция" и тем самым исключить необходимость во внешней холодильной установке). При этом нет необходимости проведения высокотемпературной полной отгонки бензиновых фракций ΣC6H14... и выше из абсорбента, так как можно допустить некоторое накопление ΣС6Н14... и выше в абсорбенте до равновесной концентрации (до 5÷10%) при параметрах процесса, соответствующих режимам десорбции без снижения полноты улавливания ШФЛУ из ПВС.Thus, based on the fact that propane, butane and pentanes (in the case under consideration for this process) are effective refrigerants, the advantages of the proposed closed working cycle (with vacuum desorption of the absorbent), which makes it possible to organize the cooling of the absorbent directly during the implementation of the "absorption" cycle, are obvious. desorption "and thereby eliminate the need for an external refrigeration unit). At the same time, it is not necessary to carry out high-temperature complete distillation of gasoline fractions ΣC 6 H 14 ... and higher from the absorbent, since some accumulation of ΣС 6 Н 14 ... and higher in the absorbent can be allowed to reach an equilibrium concentration (up to 5 ÷ 10%) at process parameters corresponding to desorption modes without reducing the completeness of capture of BFLH from PVA.
В части устройства, как объекта изобретения, поставленная задача решается за счет того, что в устройстве для улавливания паров легкокипящих веществ (ЛВ) из парогазовых смесей, например паров углеводородов из паровоздушных смесей, содержащем абсорбер и десорбер, а также емкость очищенного абсорбента, теплообменник, насос, соединительные патрубки, подводящие и отводящие трубопроводы абсорбента, парогазовой смеси и очищенного газа, фильтры, средства автоматики, согласно изобретению, абсорбер и десорбер установлены с наклоном в сторону выхода из них абсорбента и выполнены в виде противоточных горизонтальных тепломассообменных аппаратов, полости которых разделены на секции, в которых на валу установлены контактные диски, десорбер также снабжен вакуумным насосом-компрессором и газоуравнительным патрубком и сообщен с емкостью очищенного абсорбента посредством трубопровода слива абсорбента, при этом входной патрубок вакуумного насоса компрессором сообщен с первой секции десорбера со стороны входа абсорбента, выходное устройство вакуумного насоса посредством трубопровода последовательно соединено с теплообменником-конденсатором, установленным на магистрали отвода абсорбента из абсорбера, регулируемым вентилем-дросселем и установленными в емкости очищенного абсорбента испарителем холодильной камеры и блоком для конденсата, при этом на магистрали отвода абсорбента из абсорбера в десорбер последовательно установлены фильтр, теплообменник-конденсатор, коллектор, поплавковый клапан-конденсатоотделитель, после которого магистраль отвода абсорбента разделяется на два трубопровода, первый из которых снабжен нагревателем и соединен с 3-5 секцией десорбера, а второй трубопровод предназначен для подвода холодного абсорбента в первую секцию десорбера, при этом коллектор сообщен посредством дополнительного трубопровода с установленным на нем поплавковым клапаном перепуска излишков абсорбента, с емкостью очищенного абсорбента, которая трубопроводной магистралью сообщена с полостью первой секции абсорбера, причем на трубопроводной магистрали последовательно установлены фильтр, насос, обратный клапан, а бак для конденсата снабжен трубопроводом для отвода конденсата и сообщен с десорбером и, посредством газопровода - с трубопроводом подвода парогазовой смеси в абсорбер, при этом десорбер и бак для конденсата снабжены манометрами, термодатчиками, датчиками верхнего и нижнего уровня; причем средства автоматики включают блок автоматического управления работой устройства, сообщенный с указанными манометрами и датчиками, а регулируемые вентили и электроклапаны установлен на трубопроводах и магистралях.In the part of the device, as an object of the invention, the problem is solved due to the fact that in the device for trapping vapors of low boiling substances (LP) from gas-vapor mixtures, for example, hydrocarbon vapors from vapor-air mixtures containing an absorber and a stripper, as well as a container of a purified absorbent, a heat exchanger, pump, connecting pipes, inlet and outlet pipelines of absorbent, gas-vapor mixture and purified gas, filters, automation equipment according to the invention, the absorber and stripper are installed with an inclination towards the outlet and of them are absorbent and made in the form of countercurrent horizontal heat and mass transfer apparatus, the cavities of which are divided into sections in which contact disks are mounted on the shaft, the stripper is also equipped with a vacuum pump-compressor and gas equalizing pipe and communicated with the capacity of the cleaned absorbent through the absorbent drain pipe, while the inlet pipe of the vacuum pump is communicated by the compressor from the first section of the stripper from the inlet side of the absorbent, the outlet device of the vacuum pump by means of a pipe yes, it is connected in series with a heat exchanger-condenser installed on the absorber drain pipe from the absorber, an adjustable throttle valve and installed in the tank of the cleaned absorbent by the evaporator of the refrigerating chamber and the condensate unit, while a filter is placed in series on the absorber drain pipe into the stripper, the heat exchanger condenser, collector, float-condensate valve, after which the absorber discharge line is divided into two pipelines, the first of which equipped with a heater and connected to the 3-5 section of the stripper, and the second pipeline is designed to supply cold absorbent to the first section of the stripper, while the collector is communicated by means of an additional pipeline with a float valve for bypassing excess absorbent installed on it, with a cleaned absorbent tank, which is connected by a pipeline with the cavity of the first section of the absorber, moreover, a filter, a pump, a non-return valve are installed in series on the pipeline main, and the condensate tank is equipped with pipes a wire for discharging condensate and communicates with the stripper and, by means of the pipeline - with a vapor mixture inlet pipe into the absorber, the stripper and the condensate tank equipped with pressure gauges, temperature sensors, sensors of the upper and lower level; moreover, the automation means include an automatic control unit for the operation of the device in communication with the indicated pressure gauges and sensors, and adjustable valves and electrovalves are installed on pipelines and highways.
С целью минимизации энергетических затрат на реализацию процесса при повышении КПД рабочего цикла и увеличения абсорбционных свойств абсорбента целесообразно в качестве вакуумного насоса-компрессора использовать жидкостно-кольцевой вакуумный насос, при этом патрубок подвода жидкости соединяется с первым трубопроводом от магистрали отвода абсорбента за регулируемым вентилем, на выходном патрубке жидкостно-кольцевого вакуумного насоса устанавливается газоотделитель, газовая полость которого трубопроводом соединяется с теплообменником-конденсатором, а жидкостная полость посредством трубопровода через поплавковый клапан соединяется с нагревателем и байпас-линией - с патрубком подвода жидкости к вакуумному насосу.In order to minimize energy costs for the implementation of the process while increasing the efficiency of the operating cycle and increasing the absorption properties of the absorbent, it is advisable to use a liquid-ring vacuum pump as a vacuum pump-compressor, while the liquid supply pipe is connected to the first pipe from the absorber discharge line behind an adjustable valve, the outlet pipe of the liquid-ring vacuum pump is equipped with a gas separator, the gas cavity of which is connected by a pipeline to the heat exchange nick-condenser, a liquid chamber via a conduit through the float valve is connected to a heater and a bypass-line - with a nozzle for supplying liquid to the vacuum pump.
Введение байпас-линии между газоотделителем и вакуумным насосом позволяет создать контур с регулируемой циркуляцией жидкости (абсорбента) с целью регулирования температуры и расхода жидкости, подаваемой в десорбер.The introduction of a bypass line between the gas separator and the vacuum pump allows you to create a circuit with controlled circulation of the liquid (absorbent) in order to control the temperature and flow rate of the liquid supplied to the stripper.
С целью минимизации энергетических затрат на реализацию процесса при повышении КПД рабочего цикла нагрев абсорбента целесообразно осуществлять в жидкостно-кольцевом вакуумном насосе в процессе его работы с 10÷70% циркуляцией жидкости по байпас-линии с достижением температуры в диапазоне от +10°С до +120°С). Такое техническое решение позволяет использовать жидкостно-кольцевой вакуумный насос одновременно в качестве вакуумного насоса, нагревателя, жидкостного насоса для подачи насыщенного легкокипящими фракциями абсорбента в десорбер, кавитационного десорбера и кавитационного активатора абсорбента.In order to minimize energy costs for the implementation of the process while increasing the efficiency of the duty cycle, it is advisable to heat the absorbent in a liquid ring vacuum pump during its operation with 10 ÷ 70% of the liquid circulation through the bypass line with a temperature in the range from + 10 ° С to + 120 ° C). Such a technical solution allows the use of a liquid ring vacuum pump simultaneously as a vacuum pump, heater, and liquid pump for supplying an absorbent saturated with low boiling fractions to a stripper, a cavitation stripper and a cavitation absorbent activator.
Принципиальные схемы устройств для улавливания и рекуперации паров углеводородов и других легкокипящих веществ из парогазовых смесей по данному процессу с встроенным холодильным циклом приведены на фиг.1 и 2. На фиг.2 приведена принципиальная схема устройства по данному процессу в варианте с водокольцевым вакуумным насосом.Schematic diagrams of devices for capturing and recovering vapors of hydrocarbons and other low-boiling substances from gas-vapor mixtures for this process with an integrated refrigeration cycle are shown in Figs. 1 and 2. Fig. 2 shows a schematic diagram of a device for this process in the embodiment with a liquid ring vacuum pump.
Устройство улавливания и рекуперации легкокипящих веществ, например углеводородов из паровоздушных смесей (см. фиг.1-3), содержит абсорбер 1 и десорбер 2, выполненные в виде противоточных горизонтальных дисковых тепломассообменных аппаратов, полости которых разделены перегородками 3 на секции 4, в которых на валах 5, 6 установлены контактные диски 7. Абсорбер 1 и десорбер 2 установлены с наклоном до 10° в сторону выхода из них абсорбента.A device for collecting and recovering boiling substances, for example, hydrocarbons from steam-air mixtures (see Figs. 1-3), contains an
В качестве абсорбента, при решении задачи улавливания и рекуперации легкокипящих веществ, например паров углеводородов из паровоздушных смесей, используют фракции высококипящих углеводородов, например летнее дизельное топливо.As an absorbent, in solving the problem of trapping and recovering low-boiling substances, for example, hydrocarbon vapors from steam-air mixtures, fractions of high-boiling hydrocarbons, for example, summer diesel fuel, are used.
Десорбер 2 сообщен с емкостью 8 очищенного абсорбента трубопроводом 9 слива абсорбента и газоуравнительным патрубком 10. Верхняя часть первой секции 11 десорбера 2 (со стороны входа абсорбента) соединена трубопроводом 14 с входным патрубком 12 вакуумного насоса-компрессора 13. Выходное устройство вакуумного насоса-компрессора 13 трубопроводом 15 последовательно соединено с теплообменником-конденсатором 16, установленным на магистрали 17 отвода абсорбента из абсорбера, регулируемым вентилем-дросселем 18, испарителем холодильной камеры 19 и баком для конденсата 20, установленными в емкости очищенного абсорбента 8.The
На магистрали 17 отвода абсорбента из абсорбера 1 в десорбер 2, последовательно установлены - фильтр 21, теплообменник-конденсатор 16, коллектор 22, поплавковый клапан (конденсато-отделитель) 23, регулируемый вентиль 24, нагреватель 25, который соединен патрубком 26 с 3÷5 секцией десорбера 2 и трубопроводом 27 с регулируемым вентилем 28 подвода холодного абсорбента в первую секцию десорбера 2, который врезан в трубопровод 17 отвода абсорбента из абсорбера на участке между поплавковым клапаном 23 и регулируемым вентилем 24 подачи абсорбента на нагреватель 25.On the
Коллектор 22 сообщен посредством дополнительного трубопровода 29 с установленным на нем поплавковым клапаном 30 (перепуска излишков абсорбента) с емкостью чистого абсорбента 8, которая трубопроводной магистралью 31 сообщена с первой секцией абсорбера 1 со стороны патрубка 32 вывода очищенного воздуха и на которой последовательно установлены фильтр 33, насос 34, обратный клапан 35, регулируемый вентиль 36.The manifold 22 is communicated by means of an
Бак для конденсата 20 сообщен газопроводом 37 через электроклапан 38 с трубопроводом подвода паровоздушной смеси в абсорбер 39, а с десорбером - через РВ 40 и ЭК 41 и снабжен трубопроводом с ЭК 42 для отвода конденсата. Емкость чистого абсорбента 8 и бак 20 для конденсата снабжены манометрами 43 и 44, термодатчикоми 45 и 46, датчиками верхнего 47, 48 и нижнего 49 и 50 уровня. Вращение вала осуществляется мотор-редукторами 51.The
С целью минимизации энергетических затрат на реализацию процесса при повышении КПД рабочего цикла и увеличения абсорбционных свойств абсорбента целесообразно использовать жидкостно-кольцевой вакуумный насос 52 (см. фиг.2, 3). В этом случае патрубок 53 подвода жидкости к жидкостно-кольцевому вакуумному насосу 52 соединяется с магистралью 17 отвода абсорбента за регулируемым вентилем 24, на выходной патрубок жидкостно-кольцевого вакуумного насоса устанавливается газоотделитель 54, жидкостная полость которого посредством трубопровода 55 через поплавковый клапан 56 сообщена с нагревателем 25, а газовая полость трубопроводом 15 соединена с теплообменником-конденсатором 16.In order to minimize energy costs for the implementation of the process while increasing the efficiency of the working cycle and increasing the absorption properties of the absorbent, it is advisable to use a liquid ring vacuum pump 52 (see figure 2, 3). In this case, the
С целью регулирования температуры и расхода жидкости, подаваемой в десорбер, целесообразно введение трубопровода 57 с регулируемым вентилем 58, соединяющего газоотделитель с патрубком 53 подвода жидкости к вакуумному насосу 52 (байпас-линии) для создания контура с регулируемой циркуляцией жидкости (абсорбента). Такое техническое решение позволяет использовать жидкостно-кольцевой вакуумный насос одновременно в качестве вакуумного насоса, жидкостного насоса для подачи насыщенного легкокипящими веществами (углеводородами) абсорбента в десорбер, нагревателя (в температурном диапазоне от +10°С до +120°С), причем при работе на режимах, близких к кавитационным, интенсифицируется процесс десорбции с одновременной активацией абсорбента.In order to control the temperature and flow rate of the liquid supplied to the stripper, it is advisable to introduce a
Рассмотрим пример №1. Реализация способа улавливания и рекуперации, применительно к задаче улавливания паров бензина (углеводородов) из паровоздушных смесей, вытесняемых из наполняемых резервуаров бензовозов на автомобильной эстакаде налива светлых нефтепродуктов, и устройство для реализации способа.Consider
Исходные данные:Initial data:
ПВС - пары бензина + воздух.PVA - gasoline vapor + air.
Содержание ЛФУ в 1 м3 ПВС - 500 г.The content of LFU in 1 m 3 PVA is 500 g.
Расход ПВС - 36 м3/час.The consumption of PVA is 36 m 3 / hour.
Абсорбент - (летнее) дизельное топливо.Absorbent - (summer) diesel fuel.
Количество абсорбента в установке 100 кг.The amount of absorbent in the installation is 100 kg.
Начальная температура абсорбента Таб=10°С.The initial temperature of the absorbent T ab = 10 ° C.
Расход ДТ на 1 м3 ПВС принимаем - 7,5 кг/м3.The consumption of diesel fuel per 1 m 3 of PVA is accepted - 7.5 kg / m 3 .
Расход абсорбента через абсорбер 7,5 кг/м3×36 м3/час.=270 кг/час.The flow rate of the absorbent through the absorber is 7.5 kg / m 3 × 36 m 3 / hour. = 270 kg / hour.
Давление в десорбере Рдес=0,01 МРа.The pressure in the stripper P des = 0.01 MPa.
Паровоздушная смесь, содержащая легкокипящие углеводороды, под избыточным давлением в 150-250 мм вод.ст. (самотеком) подается по трубопроводу 39 в абсорбер 1 (горизонтальный дисковый тепломассообменный аппарат - ГДТМОА) в режиме противотока паровоздушной смеси и абсорбента, который подается в абсорбер по магистрали 31 (абсорбер установлен под наклоном в сторону стока абсорбента). Одновременно с подачей ПВС включается насос 34 подачи абсорбента в абсорбер.Steam-air mixture containing low-boiling hydrocarbons under an overpressure of 150-250 mm of water. (by gravity) is fed through
В процессе последовательного протекания ПВС по щелевым зазорам между контактными дисками 7 при взаимодействии паровоздушной смеси с поверхностью пленки жидкого охлажденного абсорбента, непрерывно образующейся на поверхности вращающихся контактных дисков 7 в секциях 4 абсорбера, фракции легкокипящих паров абсорбируются (летним) дизельным топливом с последующим выводом из абсорбера очищенного воздуха и жидкого абсорбента. Насыщенный ШФЛУ абсорбент по магистрали 17 отвода абсорбента из абсорбера 1 в десорбер 2 последовательно проходит через фильтр 21, теплообменник-конденсатор 16, коллектор 22, поплавковый клапан (конденсато-отделитель) 23, регулируемый вентиль 24, нагреватель 25 (выключен) и поступает в 3÷5 секции десорбера 2.During the sequential flow of PVA along the gap gaps between the
В ходе абсорбции 0,5 кг ЛУ (экзотермическая реакция) произойдет выделение теплоты равной:During the absorption of 0.5 kg LU (exothermic reaction), heat equal to:
Q=g·m·kэкс;Q = g · m · k ex ;
где: m - масса конденсата ЛУ;where: m is the mass of condensate LU;
g - удельная теплота парообразования (gС3...С6≈400 кДж/кг);g is the specific heat of vaporization (g С3 ... С6 ≈400 kJ / kg);
kэкс≈0,5-0,95 - экспериментально установленный авторами коэффициент для данного абсорбера (зависит от температуры окружающего воздуха).k ex ≈0.5-0.95 - coefficient experimentally established by the authors for this absorber (depends on the ambient temperature).
Q=400 кДж/кг×0,5 кг×0,5=100 кДж;Q = 400 kJ / kg × 0.5 kg × 0.5 = 100 kJ;
В результате нагрев 7,5 кг абсорбента +0,5 кг ШФЛУ составит:As a result, the heating of 7.5 kg of absorbent +0.5 kg of NGL will be:
ΔТАБ=Q/C·m=100 кДж/(2 кДж/кг·К×8 кг)=6,25°С;ΔT AB = Q / C · m = 100 kJ / (2 kJ / kg · K × 8 kg) = 6.25 ° C;
где: m - масса абсорбента; С - удельная теплоемкость ДТ;where: m is the mass of the absorbent; C is the specific heat of the diesel fuel;
Температура абсорбента на выходе из абсорбера составитThe temperature of the absorbent at the outlet of the absorber will be
Твх.дес=10+6,25=+16,25°С.T input des = 10 + 6.25 = + 16.25 ° C.
Для гарантированной десорбции 95% С3Н8, С4Н10, и ΣС5Н... из абсорбента (при данном давлении) и его восстановления температура абсорбента на момент начала десорбции должна быть равна или больше 13°С (экспериментальные данные), поэтому для исключения переохлаждения абсорбента в десорбере и вводится подогреватель 25.For guaranteed desorption of 95% C 3 H 8 , C 4 H 10 , and ΣC 5 H ... from the absorbent (at a given pressure) and its recovery, the temperature of the absorbent at the time of the start of desorption should be equal to or greater than 13 ° C (experimental data) therefore, to prevent overcooling of the absorbent in the stripper, a
Одновременно с включением насоса 34 подачи абсорбента в абсорбер включается вакуумный насос 13 и в полости десорбера устанавливается давление, равное ~0,01МПа.Simultaneously with the inclusion of the
Из образующейся на вращающихся контактных дисках пленки высококипящего абсорбента, насыщенного легкокипящими углеводородами, нагретого до температуры ≥+16,25°С (что выше температуры кипения С3Н10, С4Н10, и ΣС5... при данном давлении), испаряются легкокипящие углеводороды, которые (вакуумным) насосом или компрессором нагнетаются (при давлении большем 0,16 МПа) в трубопровод 15 и далее поступают в теплообменник-конденсатор 16.From a high-boiling absorbent film formed on rotating contact disks, saturated with low-boiling hydrocarbons, heated to a temperature of ≥ + 16.25 ° C (which is higher than the boiling point of C 3 H 10 , C 4 H 10 , and ΣC 5 ... at a given pressure), low-boiling hydrocarbons are vaporized, which are pumped (by a vacuum) pump or compressor (at a pressure greater than 0.16 MPa) into the
Первый этап охлаждения абсорбента происходит непосредственно в десорбере 2 за счет отвода собственной тепловой энергии абсорбента на испарение ШФЛУ.The first stage of cooling of the absorbent occurs directly in the
В ходе десорбции (испарения этого же количества) ШФЛУ абсорбент охладится на температуру:During desorption (evaporation of the same amount), BFLH absorbent is cooled to a temperature:
ΔТДБ=Qисп/c·m=400 кДж/кг×0,5 кг /(2 кДж/кг·К×7,5 кг)=13,3°С;ΔT DB = Q isp / s · m = 400 kJ / kg × 0.5 kg / (2 kJ / kg · K × 7.5 kg) = 13.3 ° С;
где: Qисп - количество теплоты, затраченной на испарение 0,5 кг ЛФ;where: Q isp - the amount of heat spent on the evaporation of 0.5 kg of LF;
m - масса абсорбента, подаваемая в абсорбер на 1 м3 ПВС;m is the mass of absorbent supplied to the absorber per 1 m 3 of PVA;
С - удельная теплоемкость ДТ;C is the specific heat of the diesel fuel;
т.е. температура очищенного абсорбента на выходе из десорбера составит:those. the temperature of the purified absorbent at the outlet of the stripper will be:
Твых.дес=+16,25°-13,3°=+3,95°С.T output des = + 16.25 ° -13.3 ° = + 3.95 ° C.
Очищенный от легкокипящих углеводородов и охлажденный абсорбент стекает в накопительную емкость 8 по трубопроводу 26 слива абсорбента.Purified from low-boiling hydrocarbons and cooled absorbent flows into the
Выведенные из десорбера пары ШФЛУ сжимаются ВН 13 до давления выше атмосферного (0,16÷0,3 МПа) и по трубопроводу 15 поступают в теплообменник-конденсатор 16, где охлаждаются до +4°С - (до +17°С в начальный переходный период) абсорбентом, вытекающим по магистрали 17 из абсорбционной колонны, и конденсируются.The BFLH vapors removed from the stripper are compressed by
Образовавшийся конденсат легкокипящих фракций можно было бы сразу вернуть через трубопровод с электроклапаном 42 в магистраль отгружаемого продукта, являющегося источником этих паров или в емкость-накопитель. Однако при содержании в конденсате от 10 до 55% ΣС3H8 и С4H10 (являющимися основными хладагентами) целесообразно организовать дополнительный "внешний" холодильный цикл, для чего образовавшийся конденсат ШФЛУ пропускается через регулируемый вентиль 18, дросселируется до атмосферного давления и поступает в холодильную камеру-теплообменник 19, установленную в накопительной емкости 8, где частично вскипает при постоянном давлении и снижает свою температуру, отнимая теплоту от охлаждаемого очищенного абсорбента, обеспечивая тем самым его дополнительное охлаждение на Δtpac≈2-3,5°С (до -2°С÷-4°С за цикл), образовавшаяся при этом паровая часть (легкокипящих С3Н8 и С4Н10 и остатки воздуха из десорбера) направляется на вход в абсорбер по газопроводу 37 и электроклапан 38 (в начальный период переходного процесса), а жидкая смесь ШФЛУ (оставшаяся часть С3Н8, С4Н10, и вся сумма ΣC5H... и ΣС6Н... и выше) направляется через ЭК 42 в магистраль отгружаемого нефтепродукта или в емкость-накопитель для последующей реализации как товарного продукта. Наличие датчиков верхнего 48 и нижнего 50 уровня в баке для конденсата позволяет использовать последний как мерную емкость для учета возврата (рекуперации) конденсата уловленных ШФЛУ.The resulting condensate of low-boiling fractions could be immediately returned through a pipeline with an electrovalve 42 to the line of the shipped product, which is the source of these vapors, or to the storage tank. However, when the condensate contains from 10 to 55% ΣС 3 H 8 and С 4 H 10 (which are the main refrigerants), it is advisable to organize an additional “external” refrigeration cycle, for which the formed condensate of BFLH is passed through an
В случае высокой исходной концентрации ШФЛУ в ПВС и необходимости сохранения высокой полноты улавливания ШФЛУ в период протекания переходных процессов при выходе на стационарный режим (в период возврата части легкокипящих С3Н8 и С4Н10 и остатков воздуха из десорбера в абсорбер по газопроводу 37) можно пропорционально увеличить расход абсорбента.In the case of a high initial concentration of BFLH in PVA and the need to maintain a high degree of capture of BFLH during transient processes when entering the stationary mode (during the return of some low-boiling С 3 Н 8 and С 4 Н 10 and air residues from the stripper to the absorber through the gas pipeline 37 ) You can proportionally increase the consumption of absorbent.
Дальнейшее снижение температуры абсорбента и повышение КПД цикла возможно за счет последующего дросселирования паровой фазы С3Н8 и С4Н10 из бака 20 непосредственно в выходную часть десорбционной колонны через РВ 40 и ЭК 41 (перепад давления ΔР≥0,19 МПа), что обеспечит дополнительное охлаждение абсорбента на 2-6 градусов непосредственно в десорбере 1 с высоким КПД, а сама паровая фаза С3Н8 и С4Н10, накапливаясь в замкнутом десорбционном контуре (в баке для конденсата), будет выполнять функции:A further decrease in the temperature of the absorbent and increase of the cycle efficiency is possible due to the subsequent throttling of the vapor phase С 3 Н 8 and С 4 Н 10 from the
- хладагента (с Ткип=-5--25°С);- refrigerant (with T bales = -5--25 ° С);
- способствовать росту концентрации холодильных агентов С3Н8 и С4Н10 в баке с конденсатом до уровня в ~35-85%), что позволит поднять КПД компрессионного холодильного цикла и увеличить полноту улавливания ШФЛУ);- contribute to an increase in the concentration of refrigerants C 3 H 8 and C 4 H 10 in the condensate tank to a level of ~ 35-85%), which will increase the efficiency of the compression refrigeration cycle and increase the completeness of capture of BFLH);
- повысить интенсивность пепло- и массообменных процессов в десорбционном блоке за счет использования паров С3Н8 и С4Н10 в качестве носителя паровой фазы других бензиновых фракций (ΣС5... С6... и выше)).- to increase the intensity of ash and mass transfer processes in the desorption unit through the use of C 3 H 8 and C 4 H 10 vapors as a carrier of the vapor phase of other gasoline fractions (ΣC5 ... C 6 ... and higher)).
Важной (конструктивной) особенностью процесса десорбции является то, что часть вводимого в десорбер абсорбента может быть нагрета и введена в 3, 4 или 5-ю секции со стороны вывода паровой фазы ШФЛУ из десорбера, а другая часть не нагретого (холодного) насыщенного ШФЛУ абсорбента вводится в 1 (первую) секцию десорбера 1 со стороны вывода (12) паровой фазы ШФЛУ по трубопроводу 27 с регулируемым вентилем 28, минуя нагреватель 25. При этом парообразные фракции с более высокой температурой кипения (ΣC7H... и выше), испарившиеся в 3÷5 секции десорбера со стороны вывода паровой фазы вместе с ШФЛУ, конденсируются на дисках 4÷1 секции со стороны вывода паровой фазы ШФЛУ (образующих своеобразный дефлегматор с КПД тепло-массообмена ≥98%), так как температура абсорбента, вводимого в 1-4 секции десорбера 1 по трубопроводу 27 (на стационарных режимах), примерно на 10-15°С всегда ниже, чем температура абсорбента после нагревателя 25, но (в данном случае) не превышает температуру кипения ΣC5H... (при данном давлении) более чем на 10÷30°С. Причем расход и температура потоков абсорбента по трубопроводам 27 и 17 подбирается таким образом, что средняя температура абсорбента должна составлять от 13 до 28°С.An important (constructive) feature of the desorption process is that part of the absorbent introduced into the stripper can be heated and introduced into the 3rd, 4th, or 5th sections from the side of the vapor phase of the NGL from the stripper, and the other part of the unheated (cold) saturated NGL absorbent is introduced into 1 (first) section of
Очищенный от большей части ШФЛУ охлажденный абсорбент из накопительной емкости 8 по трубопроводу 31 проходит через фильтр 33 и насосом 34 через обратный клапан 35 и регулируемый вентиль 36 направляют обратно в абсорбер 1 для проведения процесса абсорбции.Purified from the majority of NGL, the cooled absorbent from the
В случае рассогласования расходов абсорбента по магистрали 31 в абсорбер и по магистрали 17 отвода абсорбента из абсорбера избыток абсорбента поплавковым клапаном 30 перепускается напрямую в емкость очищенного абсорбента 8, что резко упрощает систему управления установкой.In the case of a mismatch of the absorbent costs along the
Введение в схему жидкостно-кольцевого вакуумного насоса 52 (см. фиг.2, 3), соединенного патрубком 53 подвода жидкости с магистралью 17 через регулируемый вентиль 24 и газоотделитель 54, сообщенного через поплавковый клапан 56 с нагревателем 25, а по газовому тракту - трубопроводом 15, соединенного с теплообменником-конденсатором 16, позволяет использовать жидкостно-кольцевой вакуумный насос (ВВН) одновременно в качестве вакуумного насоса и нагревателя.An introduction to the circuit of a liquid-ring vacuum pump 52 (see FIGS. 2, 3), connected by a
Так, мощность привода вакуумного насоса 52 (ВВН-0,8 для данной установки) составляет 2,2 кВт, КПД=35%, то на нагрев 240 л/час абсорбента, прокачиваемого насосом в течение часа, будет израсходовано количество теплоты ~1,2 кВт·час=4320 кДж,So, the drive power of the vacuum pump 52 (VVN-0.8 for this installation) is 2.2 kW, efficiency = 35%, then the amount of heat ~ 1 will be consumed for heating 240 l / h of the absorbent pumped by the pump for an hour. 2 kWh = 4320 kJ,
При этом абсорбент, прокачиваемый через ВВН, нагреется наIn this case, the absorbent pumped through the BBH, heats up on
ΔtВВН≤Q/(с·mДТ.)Δt BBH ≤Q / (s · m DT .)
где: m - масса абсорбента прокачиваемого через ВВН;where: m is the mass of absorbent pumped through the BBH;
с - удельная теплоемкость ДТ;C is the specific heat of the diesel fuel;
ΔtВВН=4320 кДж/(2 кДж/кг×240 кг)=9°С. BBH Δt = 4320 kJ / (2 kJ / kg × 240 kg) = 9 ° C.
Однако учитывая, что абсорбент поступает в десорбер как от ВВН 52 с максимальным расходом до 240 л/час по трубопроводу 55, так и по трубопроводу 27 ("холодный") с расходом от 48 л/час, то среднее повышение температуры всего абсорбента с ШФЛУ, поступающего в десорбер, составит ΔT≤Q/(с·mДТ+конд.);However, given that the absorbent enters the stripper both from
где mДТ+конд=270+0,5×36=288 кг;where m DT + cond = 270 + 0.5 × 36 = 288 kg;
ΔТВН=4320 кДж/(2 кДж/кг×288 кг)=7,5°С.ΔТ VN = 4320 kJ / (2 kJ / kg × 288 kg) = 7.5 ° С.
Таким образом, абсорбент нагреется еще на 7,5 градуса и первый цикл вакуумной десорбции в варианте с ВВН (для рассматриваемого случая) начнется при средней температуре Тдес.нач=+22,7°С (при Р=0,01МПа), что выше температуры кипения пропана, бутанов и пентанов. При этом температура нагретого абсорбента, поступающего по трубопроводу 55 через поплавковый клапан 56, составит +25,7°С, а не нагретой части абсорбента - вводимой в десорбер 2 по трубопроводу 27-~16°С (на установившихся стационарных режимах, соответственно - от +14°С (мах. до 120°С) по трубопроводу 55, и от ~+4 до ~14°С - поступающего по трубопроводу 27.Thus, the absorbent will heat up another 7.5 degrees and the first vacuum desorption cycle in the case with BBH (for the case under consideration) will begin at an average temperature T des.nach = + 22.7 ° C (at P = 0.01 MPa), which above the boiling point of propane, butanes and pentanes. In this case, the temperature of the heated absorbent entering through the
Перераспределение расходов (и температуры) абсорбента, поступающего по трубопроводу 55 и по трубопроводу 27 в десорбер, осуществляется регулируемыми вентилями 58, 24 и 28. Трубопровод 57 с регулируемым вентилем 58, соединяющим газоотделитель 54 с патрубком 53 подвода жидкости к вакуумному насосу 52 (байпас-линия), введен для создания контура циркуляции жидкости (абсорбента) с целью регулирования температуры и расхода жидкости, подаваемой в десорбер (в температурном диапазоне от +10°С до +120°С).The redistribution of the costs (and temperature) of the absorbent entering through the
Так как штатная заправка установки абсорбентом, в рассматриваемом примере, составляет ~100 л ДТ, то температура абсорбента после первого цикла прокачки по рабочему контуру 100 л ДТ составит:Since the standard filling of the installation with absorbent material, in the considered example, is ~ 100 l of diesel fuel, the temperature of the absorbent after the first pumping cycle along the working circuit of 100 l of diesel fuel will be:
Тцикла=Таб+ΔtАБ+ΔtВН+ΔtДБ+Δtдросс+Δtдрос.дес=T cycle = T ab + Δt AB + Δt BH + Δt DB + Δt throttle + Δt throttle des =
≈10°+6,7°+6°+(-13,3°)+(-2)+(-1)≈+6,5°С,≈10 ° + 6.7 ° + 6 ° + (- 13.3 °) + (- 2) + (- 1) ≈ + 6.5 ° C,
т.е. за первый цикл температура абсорбента снизится с +10°С до +6,5°С и т.д.those. during the first cycle, the temperature of the absorbent will decrease from + 10 ° C to + 6.5 ° C, etc.
Учитывая, что расход абсорбента для данной установки равен ~270÷300 л/час, то время одного цикла составит 100 л/300 л/час≈0,3 часа≈20 мин.Considering that the absorbent consumption for this installation is ~ 270 ÷ 300 l / h, then the time of one cycle will be 100 l / 300 l / h≈0.3 hours≈20 min.
За 1 час (при первом запуске) температура абсорбента в установке снизится примерно на ΔТВН=3,5°С×3 цикла=10,5°С, т.е. с 10°С до ~-0,5°С.In 1 hour (at the first start-up), the temperature of the absorbent in the installation will decrease by approximately ΔТ ВН = 3.5 ° С × 3 cycles = 10.5 ° С, i.e. from 10 ° C to ~ -0.5 ° C.
В ходе повторных запусков (при наличии конденсата в баке 20) скорость охлаждения абсорбента может быть увеличена в 3-5 раз за счет большего вклада компрессионного холодильного цикла.During repeated starts (in the presence of condensate in the tank 20), the cooling rate of the absorbent can be increased by 3-5 times due to the greater contribution of the compression refrigeration cycle.
Реализация данного процесса позволяет исключить необходимость использования внешних компрессионных холодильных установок (стоимость которых составляет до 30-40% от стоимости установки).The implementation of this process eliminates the need for external compression refrigeration units (the cost of which is up to 30-40% of the installation cost).
Одновременно достигается авторегулируемость цикла, заключающаяся в том, что при снижении температуры абсорбента быстро увеличивается полнота улавливания ШФЛУ и их концентрация в абсорбенте и, как следствие, - дальнейшее снижение температуры абсорбента. Однако при достижении Табсорб≈-3÷-7°С резко увеличивается вязкость ДТ, что ведет к снижению коэффициентов тепло- и массопереноса и, как следствие, - снижению полноты улавливания и снижению степени охлаждения абсорбента. В результате система сама находит оптимум режима (в зависимости от схемы, типа абсорбента и параметров установки).At the same time, autoregulation of the cycle is achieved, which means that when the temperature of the absorbent decreases, the completeness of capture of BFLH and their concentration in the absorbent rapidly increase, and, as a result, a further decrease in the temperature of the absorbent. However, upon reaching a T absorp of ≈ -3 ÷ -7 ° С, the viscosity of DT sharply increases, which leads to a decrease in heat and mass transfer coefficients and, as a result, a decrease in the completeness of capture and a decrease in the degree of cooling of the absorbent. As a result, the system itself finds the optimum mode (depending on the scheme, type of absorbent and installation parameters).
Введение жидкостно-кольцевого вакуумного насоса обеспечивает выполнение им функций вакуумного насоса, насоса подачи насыщенного легкокипящими фракциями абсорбента в десорбер и нагревателя, что позволяет в 2 раза уменьшить энергетические затраты на реализацию процесса при меньшей стоимости.The introduction of a liquid-ring vacuum pump ensures that it functions as a vacuum pump, a pump for supplying absorbent saturated with low-boiling fractions to the stripper and heater, which makes it possible to halve the energy costs of the process at a lower cost.
Данная схема организации процесса позволяет снизить расход абсорбента до 6,5÷10 кг на 1 м3 ПВС практически без снижения полноты улавливания легколетучих углеводородов (для ПВС светлых нефтепродуктов).This process organization scheme allows to reduce the absorbent consumption to 6.5 ÷ 10 kg per 1 m 3 of PVA practically without reducing the completeness of capture of volatile hydrocarbons (for PVA of light petroleum products).
Высокая эффективность, авторегулируемость и экономичность процесса достигается за счет встроенного в процесс комбинированного абсорбционно-комрессионного холодильного цикла.High efficiency, auto-adjustability and efficiency of the process are achieved due to the integrated absorption-compression refrigeration cycle integrated in the process.
Пример №2. Улавливание и рекуперация паров спирта в ходе технологических процессов сушки порохов, гипса и т.п.Example No. 2. Capture and recovery of alcohol vapor during the technological processes of drying gunpowder, gypsum, etc.
В технологических процессах сушки порохов, гипса и других веществ после их обезвоживания спиртом значительное количество паров спирта выбрасывается в атмосферу. Для улавливания паров спирта и возврата его в технологический цикл может эффективно использоваться данный процесс.In the technological processes of drying gunpowder, gypsum and other substances after their dehydration with alcohol, a significant amount of alcohol vapor is released into the atmosphere. This process can be effectively used to trap alcohol vapor and return it to the process cycle.
В этом случае паровоздушная смесь, как и в предшествующем примере, направляется в абсорбер и далее по процессу. Отличительной особенностью является то, что в качестве абсорбента используется охлажденная до +5-+3°С вода. Расход абсорбента (воды) на 1 м3 ПВС составляет не более 0,5-5 л/м3 ПВС. Вакуумная десорбция спирта осуществляется при давлении 0,015-0,04 МПа, при температуре +20-+35°С. (Полученный конденсат - водно-спиртовый раствор, в дальнейшем направляется на ректификацию для получения спирта-ректификата, после чего вновь возвращается в процесс).In this case, the vapor-air mixture, as in the previous example, is sent to the absorber and further through the process. A distinctive feature is that water is used as an absorbent, cooled to + 5- + 3 ° С. The consumption of absorbent (water) per 1 m 3 PVA is not more than 0.5-5 l / m 3 PVA . Vacuum desorption of alcohol is carried out at a pressure of 0.015-0.04 MPa, at a temperature of + 20- + 35 ° C. (The resulting condensate is a water-alcohol solution, then sent for distillation to obtain rectified alcohol, and then returns to the process).
Пример №3. Улавливание паров меркаптанов и сероводорода в ходе отгрузки высоковязких мазутов (с их циркуляционным разогревом).Example No. 3. Capture of mercaptan and hydrogen sulfide vapors during the shipment of highly viscous fuel oils (with their circulation heating).
В ходе циркуляционного разогрева мазутов в железнодорожных цистернах (с целью снижения их вязкости) и последующей операции их откачки из горловины ж/д в атмосферу выбрасываются пары меркаптанов и сероводорода, диоксид серы, толуол, бензол, предельные углеводороды и др.During the circulation heating of fuel oil in railway tanks (in order to reduce their viscosity) and the subsequent operation of their pumping from the railroad neck, vapor of mercaptans and hydrogen sulfide, sulfur dioxide, toluene, benzene, saturated hydrocarbons, etc. are released.
Сероводород и меркаптаны токсичны, имеют неприятный запах и высокую летучесть (температура кипения метилмеркаптана -6°С, этилмеркаптана -35°С, что близко к пропан-бутановой смеси). Их присутствие в нефтях и конденсатах создает экологические проблемы при транспортировке и хранении этого сырья, особенно на операциях их перевалки.Hydrogen sulfide and mercaptans are toxic, have an unpleasant odor and high volatility (the boiling point of methyl mercaptan is -6 ° C, ethyl mercaptan -35 ° C, which is close to the propane-butane mixture). Their presence in oils and condensates creates environmental problems in the transportation and storage of this raw material, especially in their transshipment operations.
Известно, что сероводород и меркаптаны одинаково хорошо абсорбируются дизельным топливом, керосином, нефтяным маслом и водой (растворимость в воде составляет до 3% об.).It is known that hydrogen sulfide and mercaptans are equally well absorbed by diesel fuel, kerosene, petroleum oil and water (solubility in water is up to 3% vol.).
Использование вышеприведенного процесса позволяет уловить и выделить в виде конденсата или паровой фазы сероводород и меркаптаны. В этом случае процесс осуществляется также, как и при улавливании паров углеводородов. В северных регионах в качестве абсорбента целесообразно использовать керосин и ДТ; в южных регионах - целесообразно использовать охлажденную воду. В полученный конденсат можно вводить отработавший свой ресурс абсорбент (до 90%) и направлять их в котел-утилизатор для сжигания и получения технологического пара или направлять на нейтрализацию по одному из широко известных методов демеркаптанизации.Using the above process allows you to capture and allocate in the form of condensate or vapor phase hydrogen sulfide and mercaptans. In this case, the process is carried out as well as in the capture of hydrocarbon vapors. In the northern regions, it is advisable to use kerosene and diesel fuel as an absorbent; in the southern regions, it is advisable to use chilled water. Absorbent (up to 90%) that has exhausted its life can be introduced into the condensate obtained and sent to a recovery boiler for combustion and production of process steam, or sent to neutralization using one of the well-known demercaptanization methods.
Пример №4. Улавливание паров аммиака в помещениях птицефабрик с одновременным охлаждением и очисткой воздуха.Example No. 4. Capture of ammonia vapor in the premises of poultry farms with simultaneous cooling and air purification.
Аммиак относится к ядовитым веществам. Повышенное содержание аммиока в атмосфере помещений птицефабрик приводит к снижению яйценесущей способности кур, росту их заболеваемости и др.Ammonia is a toxic substance. The increased ammonia content in the atmosphere of the premises of poultry farms leads to a decrease in the egg-bearing ability of chickens, an increase in their incidence, etc.
Использование данного способа и устройства позволяет удалить аммиак из атмосферы помещений. Для этого воздух, насыщенный парами аммиака, подается в абсорбер, где аммиак (Ткип=-33,35°С) абсорбируется охлажденной водой при температуре примерно 5-10°С, после чего очищенный, осушенный и охлажденный воздух возвращается в помещение. Полнота улавливания аммиака составляет более 99%. Абсорбент (вода) подается в абсорбер из расчета 0,5-3 литра на 1 м3 ПВС. Десорбция аммиака производится в соответствии с процессом по пункту 1. Конденсат, выводимый из десорбера, представляет из себя аммиачную воду, которая может быть использована в качестве удобрения.Using this method and device allows you to remove ammonia from the atmosphere of the premises. For this purpose, the air, saturated with ammonia vapors and fed into the absorber, wherein ammonia (bp = -33,35 ° C) is absorbed by the chilled water at a temperature of about 5-10 ° C, after which the purified, dehumidified and cooled air back into the room. The completeness of ammonia capture is more than 99%. The absorbent (water) is supplied to the absorber at the rate of 0.5-3 liters per 1 m 3 of PVA. Ammonia desorption is carried out in accordance with the process of
Кроме того, данный способ и устройство могут использоваться для улавливания (и вывода из процессов) паров эфиров, СО2, бензола, различных паров легкокипящих веществ из попутного нефтяного газа и т.п.In addition, this method and device can be used to capture (and remove from the processes) vapors of ethers, CO 2 , benzene, various vapors of low boiling substances from associated petroleum gas, etc.
По сравнению с лучшими отечественными и зарубежными установками аналогичного назначения предлагаемые способ и установка для его осуществления в общей совокупности позволяют:Compared with the best domestic and foreign installations of a similar purpose, the proposed method and installation for its implementation in the aggregate allows:
- обеспечить степень улавливания и рекуперации паров бензина из паровоздушной смеси до 98% (при необходимости - более 99,9%), в том числе из обедненных паровоздушных смесей с содержанием углеводородов от 5%, при весьма незначительных энергетических затратах;- to ensure the degree of trapping and recovery of gasoline vapors from the steam-air mixture up to 98% (if necessary - more than 99.9%), including from depleted steam-air mixtures with a hydrocarbon content of 5% or more, with very low energy costs;
- наименьшие, по сравнению с лучшими известными установками, удельное газодинамическое сопротивление по рабочему тракту, что в большинстве случаев позволяет обеспечить протекание ПГС самотеком (при избыточном давлении всего в 20-50 мм вод. столба) без использования взрывоопасного нагнетающего оборудования;- the smallest, in comparison with the best known installations, specific gas-dynamic resistance along the working path, which in most cases allows for the flow of ASG by gravity (at an overpressure of only 20-50 mm water column) without the use of explosive discharge equipment;
- уменьшить в 2,5-12 раз (по сравнению с известными аппаратами аналогичного назначения) габариты и массу абсорбционных установок при такой же полноте улавливания и производительности;- reduce by 2.5-12 times (compared with known devices of a similar purpose), the dimensions and weight of the absorption units with the same completeness of capture and performance;
- реализовать большой диапазон регулирования расходных характеристик парогазовой (паровоздушной) смеси, что позволяет обеспечить постоянный прием паров легкокипящих углеводородов как в период хранения нефти и светлых нефтепродуктов (малые дыхания), так и во время заполнения резервуаров (большие дыхания);- to implement a wide range of regulation of the flow characteristics of the vapor-gas (vapor-air) mixture, which allows for the constant intake of vapors of low-boiling hydrocarbons both during storage of oil and light oil products (small breaths), and during filling tanks (large breaths)
- сократить монтажные и рабочие площадки в 2-10 раз;- reduce installation and work sites by 2-10 times;
- обеспечить сокращение капитальных затрат на экологическую защиту в 2-12 раз;- ensure a reduction in capital expenditures on environmental protection by 2-12 times;
- сократить количество потребляемой электроэнергии до 0,15-0,2 кВт на 1 кг получаемого конденсата (практически на 40-60% по сравнению с ближайшими аналогами);- reduce the amount of electricity consumed to 0.15-0.2 kW per 1 kg of condensate obtained (almost 40-60% compared with the closest analogues);
- наиболее полно решить вопросы экологической и пожарной безопасности на НПЗ, НБ и АЗС;- The most complete solution of environmental and fire safety issues at refineries, low pressure tanks and gas stations;
- существенно расширить область использования установок по данному процессу.- significantly expand the scope of use of installations for this process.
Данный процесс найдет широкое применение для улавливания и рекуперации как вредных, так полезных веществ из паровоздущных смесей в химической, пищевой, деревообрабатывающей, парфюмерной, фармацевтической и др. отраслях промышленности.This process will find wide application for capturing and recovering both harmful and useful substances from steam-blowing mixtures in the chemical, food, woodworking, perfumery, pharmaceutical and other industries.
На фиг.1 приведена принципиальная схема установки для улавливания и рекуперации легкокипящих веществ из парогазовых смесей по данному процессу.Figure 1 shows a schematic diagram of an installation for capturing and recovering boiling substances from vapor-gas mixtures for this process.
На фиг.2 приведена принципиальная схема установки для улавливания и рекуперации легкокипящих веществ из парогазовых смесей по данному процессу в варианте с водокольцевым вакуумным насосом.Figure 2 shows a schematic diagram of an installation for collecting and recovering boiling substances from vapor-gas mixtures according to this process in the embodiment with a liquid ring vacuum pump.
На фиг.3 показан рабочий блок абсорбционно-рекуперативной системы с вакуумной десорбцией (установка БАРС-60 ВД) для улавливания и рекуперации паров бензина на производительность до 60 м3/час (показан без теплоизолированных панелей).Figure 3 shows the working unit of the absorption-regenerative system with vacuum desorption (BARS-60 VD unit) for trapping and recovering gasoline vapors at a capacity of up to 60 m 3 / h (shown without heat-insulated panels).
Claims (12)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004125472/15A RU2316384C2 (en) | 2004-08-20 | 2004-08-20 | Method and device for catching and recuperating vapors of hydrocarbons |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004125472/15A RU2316384C2 (en) | 2004-08-20 | 2004-08-20 | Method and device for catching and recuperating vapors of hydrocarbons |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2004125472A RU2004125472A (en) | 2006-01-27 |
RU2316384C2 true RU2316384C2 (en) | 2008-02-10 |
Family
ID=36047700
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004125472/15A RU2316384C2 (en) | 2004-08-20 | 2004-08-20 | Method and device for catching and recuperating vapors of hydrocarbons |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2316384C2 (en) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2466774C2 (en) * | 2011-02-01 | 2012-11-20 | Геннадий Николаевич Позднышев | Method and plant for absorption extraction of hydrocarbon light fractions from oil and oil products storage and transportation tanks |
RU2515931C1 (en) * | 2012-11-28 | 2014-05-20 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное объединение "Фундаментстройаркос" | Elimination of ammonia of permafrost thermo stabiliser filling assembly |
RU2536504C1 (en) * | 2013-07-11 | 2014-12-27 | Сергей Витальевич Ардамаков | Organic compound vapour recovery unit |
RU2545587C2 (en) * | 2013-06-06 | 2015-04-10 | Ильмер Юсупович Хасанов | Separator for multicomponent low-boiling oil and gas mixtures (versions) |
RU2565693C2 (en) * | 2010-06-02 | 2015-10-20 | Статойл Петролеум Ас | Co2 desorption without stripper |
RU2588209C1 (en) * | 2015-03-27 | 2016-06-27 | Вячеслав Николаевич Дылдин | Plant for hydrocarbon vapour\ recovery |
RU2606619C2 (en) * | 2010-09-24 | 2017-01-10 | Джонг Ин КИМ | Apparatus for removing air contaminants |
RU2670250C1 (en) * | 2017-12-28 | 2018-10-19 | Акционерное общество "Газпромнефть - Омский НПЗ" (АО "Газпромнефть-ОНПЗ") | Method for ammonia-containing gas purification and ammonia water production |
RU2689572C1 (en) * | 2018-04-24 | 2019-05-28 | Альфия Гариповна Ахмадуллина | Method of regenerating alkanolamines when purifying hydrocarbon gases from hydrogen sulphide |
RU2717052C1 (en) * | 2019-12-30 | 2020-03-17 | Игорь Анатольевич Мнушкин | Method and installation of natural gas adsorption drying and purification |
RU2753281C1 (en) * | 2020-11-11 | 2021-08-12 | Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина | Installation for capture of gas emissions |
-
2004
- 2004-08-20 RU RU2004125472/15A patent/RU2316384C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2565693C2 (en) * | 2010-06-02 | 2015-10-20 | Статойл Петролеум Ас | Co2 desorption without stripper |
US9566539B2 (en) | 2010-06-02 | 2017-02-14 | Statoil Petroleum As | CO2 desorption without stripper |
RU2606619C2 (en) * | 2010-09-24 | 2017-01-10 | Джонг Ин КИМ | Apparatus for removing air contaminants |
RU2466774C2 (en) * | 2011-02-01 | 2012-11-20 | Геннадий Николаевич Позднышев | Method and plant for absorption extraction of hydrocarbon light fractions from oil and oil products storage and transportation tanks |
RU2515931C1 (en) * | 2012-11-28 | 2014-05-20 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное объединение "Фундаментстройаркос" | Elimination of ammonia of permafrost thermo stabiliser filling assembly |
RU2545587C2 (en) * | 2013-06-06 | 2015-04-10 | Ильмер Юсупович Хасанов | Separator for multicomponent low-boiling oil and gas mixtures (versions) |
RU2536504C1 (en) * | 2013-07-11 | 2014-12-27 | Сергей Витальевич Ардамаков | Organic compound vapour recovery unit |
RU2588209C1 (en) * | 2015-03-27 | 2016-06-27 | Вячеслав Николаевич Дылдин | Plant for hydrocarbon vapour\ recovery |
RU2670250C1 (en) * | 2017-12-28 | 2018-10-19 | Акционерное общество "Газпромнефть - Омский НПЗ" (АО "Газпромнефть-ОНПЗ") | Method for ammonia-containing gas purification and ammonia water production |
RU2689572C1 (en) * | 2018-04-24 | 2019-05-28 | Альфия Гариповна Ахмадуллина | Method of regenerating alkanolamines when purifying hydrocarbon gases from hydrogen sulphide |
RU2717052C1 (en) * | 2019-12-30 | 2020-03-17 | Игорь Анатольевич Мнушкин | Method and installation of natural gas adsorption drying and purification |
RU2753281C1 (en) * | 2020-11-11 | 2021-08-12 | Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина | Installation for capture of gas emissions |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2004125472A (en) | 2006-01-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2597081C2 (en) | Method for complex extraction of valuable admixtures from natural helium-containing hydrocarbon gas with high nitrogen content | |
RU2316384C2 (en) | Method and device for catching and recuperating vapors of hydrocarbons | |
CN205730434U (en) | A kind of novel collection olefiant gas degree of depth reclaims and emission control system | |
CN205461098U (en) | Oil -gas recovery processing device | |
CN104857810B (en) | Gas condensation process and equipment | |
RU2501593C2 (en) | Gas flow cleaning | |
RU2536511C2 (en) | Process and plant for water removal from natural gas or industrial gases by physical solvents | |
FR2993353A1 (en) | PROCESS AND APPARATUS FOR PURIFYING A LOW TEMPERATURE CARBON DIOXIDE RICH MIXTURE | |
RU2185226C2 (en) | Method of removing nitrogen from natural gas | |
RU2676829C1 (en) | Associated petroleum gas topping plant | |
RU118408U1 (en) | LOW PRESSURE OIL GAS PROCESSING PLANT | |
RU2280826C2 (en) | Method and plant for partial natural gas liquefaction | |
RU2240175C1 (en) | Method of purification from hydrocarbons of a steam-gaseous medium formed at petroleum storage and filling in containers (variants) and installation for its realization | |
RU2452556C1 (en) | Plant for hydrocarbon vapors recovery | |
CN106310697A (en) | Novel integrated oil and gas deep recovery and emission control device | |
RU2309787C2 (en) | Installation for trapping the vapors of the hydrocarbons from the air-vapors mixtures formed at the oil products storing and transfer | |
CN102382701A (en) | Device capable of removing siloxane in combustible gas stably and continuously | |
RU2451538C1 (en) | Method of cleaning liquefied hydrocarbon gas and plant to this end | |
RU2003118273A (en) | METHOD FOR CLEANING HYDROCARBONS OF A STEAM-GAS MEDIUM FORMING WHEN STORING AN OIL PRODUCT AND WHEN FILLING THE CAPACITY (OPTIONS) AND INSTALLATION FOR ITS IMPLEMENTATION | |
RU2532431C1 (en) | Method of methanol recovery from gas-vapour mixture at its storage and transshipment | |
RU2193443C1 (en) | Method for removing hydrocarbons from gas-vapor mixture formed on storage of petroleum or petroleum products or when filling tanks by the latter, and pump- ejector installation for implementing the method | |
RU2634456C1 (en) | Method of capturing acrylonitrile vapours | |
RU2270233C1 (en) | Method of combined purification of a natural gas and the device for its realization | |
RU2645540C1 (en) | Recovery and recuperation installation of hydrocarbon vapor | |
RU2261829C1 (en) | Method of and plant for cleaning vapor-gas medium forming at storing of oil products and at filling of reservoirs from hydrocarbons |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080821 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20090927 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110821 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20141020 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150821 |