Промышленность \ Добыча, хранение и транспортировка нефти и газа

Физические методы переработки и использования газа: Учебное пособие, страница 18

бере или в газовом теплообменнике перед абсорбером). Абсорбер орошается раствором К2СО3 30—40%-ной концентрации, при этом выделяется теплота в количестве 1,19 МДж/м3 поглощенного СО2, благодаря чему тем­пература на выходе из абсорбера несколько повышается. Раствор из абсорбера под собственным давлением по­ступает в десорбер, в котором при снижении давления до атмосферного из него выделяется СО2. Теплоту для выделения СО2 подводят глухим паром через кипятиль­ник, соединенный с нижней частью десорбера. Регенери­рованный раствор при температуре 107—110° С насосом подают снова в абсорбер. Водяной пар, выделяющийся в десорбере, конденсируется при охлаждении и в виде флегмы через сборник насосом возвращается в десорбер, а СО2 уходит в атмосферу или на использование.

Горячий раствор карбоната калия применяют также для совместной очистки природных газов от СО2 и H2S.

Пример 1. Рассчитать процесс очистки газа от H2S растворами гидроокиси железа. Объем очищаемого газа ЫО6 м3/сут. Содержа­ние H2S в очищаемом газе — 0,4%. Давление очистки 6,5 МПа, температура 35° С.

Очистку газа проводят в прямоточном насадочном аппарате.

При очистке протекает реакция

2Fe (ОН)3 + 3H2S -> Fe2S3 -f 6H2O 214       102       208      108

£Fe(OH)3                 1     ^Fe^     £н2О

Расходные коэффициенты процесса очистки определяют из предыдущего уравнения в расчете на 1 кг извлекаемого серо­водорода.

214-1

 = 2>10 кг/к

Расходный коэффициент по сульфиду железа

208-1

= 2'04

Расходный коэффициент по воде

108-1

= 1.06 кг/кг H2S.

Расходный коэффициент по обрабатываемому газу составляет 1000       1000

37


где Сц2 о = 6,07 г/м3 — содержание H2S в очищаемом газе.

Определим расход поглотительных растворов.

Количество гидроокиси железа, необходимое для очистки газа, рассчитывают по уравнению

Qr

GFe(OH)3 = ~J7 £Fe(OH)s, где Qr — часовой расход очищаемого газа.

2,1 =531,14 кг/ч

Примем концентрацию гидроокиси железа в водном растворе равной    CFe(OHj3= 20 кг/м3.

Расход поглотительного  раствора  с заданной  концентрацией рассчитывают по уравнению

GFe(OHh

С учетом 50%-ного избытка гидроокиси железа расход погло­тительного раствора составит

Qp = Qlpl,5 = 26,6-1,5 = 39,9 м3/ч.

Растворы регенерируют обработкой кислородом воздуха. При такой обработке идет реакция

2Fe2S3 + ЗО2 + 6Н2О -* 4Fe (OH)3+6 S 2-208 = 416 кг  22,4-3 = 67,2 м3  6-18= 108 кг

Расходные коэффициенты процесса регенерации в расчете на 1 кг извлекаемого водорода рассчитывают по указанной реакции. Расходный коэффициент по кислороду:

V-                 67'2

VO—


67 2

Vn =2,04             — = 0,329 м3/кг H2S.

Ua                          416

Учитывая, что концентрация кислорода в воздухе составляет Со2=21 %, расходный коэффициент по воздуху

o2   21   '  =0,329-^-= 1,57 м^/кг H2S.

V     -V

38


Теоретический расход воздуха для регенерации поглотитель­ного раствора составит где Gn2s — количество извлекаемого сероводорода,

GHaS = 252,9 кг/ч; ■<?возд= 1,57-252,9 = 397 М3/ч.

Основные конструктивные размеры аппаратов очистки

Очистку газа от сероводорода проводят в прямоточных наса-дочных абсорберах. Высоту аппаратов очистки определяют по уравнениям массопередачи. Определяем число единиц переноса по уравнению


где СНг5 = 0,02 г/м3—содержание    сероводорода    в очищенном газе, согласно требованиям ОСТ 51.40—74.

6,07 m = 2,3\g--L—- = 2

Принимаем высоту единицы переноса для аппаратов с насад­кой из колец Рашига 25,0-25,0-1,5 h =1,5 м (по опытным данным). Общая высота аппаратов очистки

H=mh; # = 5,7-1,5 = 8,6 м;

Принимаем общую высоту аппаратов очистки #=10 м. Диаметр аппарата очистки рассчитывают из условия, что ско­рость газа в полном сечении аппарата WT = 0,5 м/с. Площадь сечения аппарата вычисляют из уравнения

=

WrPTQ ' 41 667-0,1033-308-0,92 F =      3600-0,5-6,5-273      = °'38 М "

Диаметр аппарата очистки определяют по уравнению

D="     0,785 *

Скачать файл