При необходимости после абсорбционной осушки газа осуществляется последующая адсорбционная осушка газа на твердых поглотителях - адсорбентах (силикагели, алюмогели, активная окись алюминия, силикаты алюминия, цеолиты - молекулярные сита и др.). Глубокая адсорбционная осушка газа позволяет достичь точки росы (минус 40-70 °С и в некоторых случаях ниже минус 100 °С).

Адсорбенты - осушители должны обладать высокой поглотительной способностью по отношению к воде, легкой регенерируемостью, механической прочностью и др. Адсорбенты - высокопористые твердые вещества с развитой удельной поверхностью от 200-1000 м2/г (активные угли имеют 600-1700 м2/г) и объемом пор 0,20-1,02 см3/г и больше. Микропоры адсорбентов имеют эффективный радиус 0,5-1,5 нм (1 нм = 10_9м = 0,001 мкм), соизмеримый с размером молекул адсорбируемых веществ. Адсорбируемое вещество транспортируется к микропорам через переходные поры (с эффективным радиусом от 1,5 до 200 нм), в которых адсорбционный эффект проявляется не во всем их объеме, а лишь на небольшом расстоянии от стенок этих пор. Процесс адсорбции сводится к заполнению пор адсорбента поглощаемым веществом. Адсорбционная (поглотительная) способность адсорбентов снижается с повышением температуры, поэтому регенерацию (десорбцию) насыщенных адсорбентов производят чаще всего повышением температуры.

Силикагели (на основе геля кремневой кислоты Si02) имеют поры средним диаметром 1-5 нм (наноразмеры), насыпную плотность от 400-500 до 670-890 кг/м3 при истинной плотности 2250 кг/м3, суммарный объем пор от 0,2 до 4,0 см3/г, удельную поверхность 270-500 м2/г. Частицы силикагеля неправильной формы или гранулированные (сферические и овальные) имеют размеры от 0,2-1,0 до 7 мм. Выпускают силикагели двух сортов (мелкозернистый и крупнозернистый) и разных марок (более 15).

плотность 400-550 кг/м3 при истинной плотности 3250-3500 кг/м3. Они изготавливаются в виде зерен и в форме шариков размером 4-6 мм. Алюмогели выпускают разных марок, они широко применяются и как носитель целого семейства катализаторов.

Цеолиты (молекулярные сита) получили название благодаря способности разделять смеси углеводородов, имеющих разные размеры молекул; они впервые применены в 1959 г. фирмой «Linde» (США). Цеолиты бывают природные (минералы - бентонит, анальцит и др.) и синтетические на основе искусственно полученных алюмосиликатов Si02-Al203 щелочных и щелочноземельных металлов калия К, натрия Na и кальция Са. Синтетические цеолиты типа А, X и Y отличаются высокой регулярностью своей кристаллической структуры как от природных цеолитов, так и от других адсорбентов. Это проявляется, в частности, в том, что они имеют практически одинаковые диаметры внутренних полостей, но разные диаметры входных окон: 0,4-0,5 нм у цеолитов типа А и 0,8-1,0 нм у цеолитов типа X. Выпускают много сортов цеолитов, их характеристики постоянно совершенствуются, они используются для разделения углеводородных смесей, на их основе изготавливают многочисленные эффективные катализаторы. Цеолиты - поглотители воды для глубокой осушки газов типа NaA и NaX имеют насыпную плотность 680-730 и 590-620 кг/м3 при истинной плотности 2700-2830 кг/м3 и предельный адсорбционный объем 0,25 см3/г; они изготавливаются в виде порошка, гранул и шариков диаметром 1,6-3,2 мм. Пять типов цеолитов различаются по отечественной (КА, NaA, СаА, СаХ и NaX) и американской (ЗА, 4А, 5А, 10Х и 13Х) классификациям с размером входных окон соответственно 0,3; 0,4; 0,5; 0,8 и 1,0 нм (наноразмеры).

Осушка газов достигается до температуры точки росы (до минус 20-40 °С на силикагелях, до минус 40-50 °С на алюмогелях и до минус 60-70 °С и ниже на цеолитах). Эффективность адсорбции, как и абсорбции, увеличивается с понижением температуры и повышением давления, и наоборот: регенерацию адсорбентов проводят при пониженном давлении и высокой температуре (180-220 °С и выше в зависимости от природы адсорбента). Регенерацию адсорбента можно осуществить также только за счет ступенчатого снижения давления до 0,350-0,007 МПа без изменения температуры в адсорбере.

Адсорбционная установка (рис. 2.3) включает следующие аппараты: фильтр-сепаратор влажного газа (так как обычные адсорбенты разрушаются в присутствии капельной влаги), две или три адсорбционные колонны, для десорбирующего агента: высокотемпературный нагреватель газа, холодильник газа, сепаратор газа и др. В адсорбере поглотитель расположен одним или несколькими слоями (в зависимости от механической прочности и гидравлического сопротивления слоя адсорбента). В режиме адсорбции осушаемый газ проходит слой поглотителя сверху вниз, а в режиме десорбции горячий газ - десорбирующий агент проходит через слой поглотителя снизу вверх. Если время режима адсорбции больше времени режима десорбции


Увеличить

и охлаждения адсорбента, используют два аппарата, в каждом из которых попеременно идет процесс адсорбции, а потом (после автоматического переключения с помощью клапанов на трубопроводах) процесс десорбции. Если же время адсорбции меньше времени десорбции, то используют три аппарата, в которых в одном идет процесс адсорбции, во втором - процесс десорбции и в третьем - охлаждение адсорбента, режим работы аппаратов автоматически переключается. Эксплуатируются адсорберы и с движущимся слоем адсорбента, который с помощью пневмотранспорта поступает последовательно в адсорбер и затем в отдельный аппарат - десорбер.

При адсорбционной осушке, особенно на цеолитах и активных углях, происходит также тонкая очистка газовых смесей от сернистых соединений (меркаптаны и др.) и других нежелательных газов и поглощение углеводородов. Адсорберы на цеолитах в зависимости от назначения (инертные газы, водород, кислород и др.) должны работать при значительных температурных перепадах в интервале от минус 183 до 480 °С. При сверхглубокой очистке газов концентрация микропримесей часто не должна превышать 1 ppm (parts per million - одна часть на миллион), что равно 10 4 %. Например, для очистки криогенных газов применяют синтетические цеолиты (частицы 2-3 мм) и новый класс полимерных активных углей, в том числе волокнистых (частицы 0,5-1,5 мм).

Технологические процессы абсорбционной и адсорбционной осушки газа разнообразны по своему аппаратурному оформлению, рабочим давлению и температуре как основного процесса, так и процесса регенерации поглотителя (абсорбента и адсорбента). Если осушаемый газ содержит сероводород и углерода (их содержание может изменяться в широком интервале), то используется комбинирование процессов осушки с процессами очистки газа и при необходимости также и с процессами разделения углеводородных газов с целью, например, выделения из них этана, пропана, бутана и др. Высокая степень извлечения пропана и особенно этана существенно усложняет схему технологических установок и ГПЗ в целом.




Похожие статьи: - Осушка жидких углеводородов Следующее: - Очистка газов Предыдущее: - Абсорбционная осушка


Вы можете скачать файл реферат "Адсорбционная осушка" курсовую работу абсолютно бесплатно. Скачивая файл, помните, что он служит основой для самостоятельной работы.

Чтобы получить полную информацию, подпишись на нас Vk.com/enciklopediyatehniki