Математический алгоритм расчета норм потерь и расхода амина

3.1 Величины константы:

Н _{п.исп.(пар)} = 2,0 г на 1000 м³ газа.

Содержание элементарной серы в газе S_газ. – 2 мг/м³

     Н_{пот. НСl} = 24 г/1000 м³

Н_{пот Н2S} = 9 г/1000 м³

Н_п.ун. = 25 г/1000 м³

 Н_{п. исп.} = 2 г/1000 м³

 Н_п.мех. = 5 г/1000 м³

 

3.2 Величины вводимые:

Производительность установки по обессеренному газу Q_об.г.

Остаточное содержание кислых компонентов в очищенном газе:

G_Н2S^ост.  

G_СО2^ост.

Концентрация регенерированного амина С_рег.

Содержание Н₂S в регенерированном растворе амина, г/дм³ – a^Р_Н2S

Содержание CО₂ в регенерированном растворе амина, г/дм³ – a^Р_СО2

Степень насыщения амина кислыми газами – a_нас.

Количество аминового раствора в системе

Пример расчета потерь амина

1.Содержание Н₂S в сыром газе – 24,1 % об.

2. Содержание СО₂ в сыром газе –13,9% об.

3. Остаточное содержание СО₂ в очищенном газе – 0,02 % об.

      4. Остаточное содержание Н₂S в очищенном газе – 0,00037 % об.

      5. Н_{пот. НСl} = 24 г/1000 м³

 6. Н_{пот Н2S} = 9 г/1000 м³

7. V_проч. - 5 г/1000 м³

8.Н_п.ун. = 25 г/1000 м³

       9. Н_{п. исп.} = 2 г/1000 м³

      10.Н_п.мех. = 5 г/1000 м³

 11. Концентрация свежего амина С_св.= 42% масс., что составляет 4 моль/л

молекулярный вес ДЭА – 105

                              1 моль – 105 г

                              Х моль – 42 г 

12. Содержание сероводорода в регенерированном растворе  a^Р_Н2S = 0,8 г/дм³, что составляет 0,0058 моль/моль

Молекулярный вес Н₂S = 34 г.

                                 1 моль – 34 г.

                              Х моль – 0,8 г

 

13. Содержание CО₂ в регенерированном растворе a^Р_CО2 =0,5 г/дм³, что составляет:

 Молекулярный вес CО₂ = 44 г.

                                 1 моль – 44 г.

                              Х моль – 0,5 г

 

14. Степень насыщения амина кислыми газами – 0,78 моль/моль

 

15. Определим количество поглощенных кислых компонентов (CО₂

Н₂S)

15.1 Количество поглощенного сероводорода Н₂S

нм³

Переводим в  моль.

  1моль – 22,4 м³

Х моль – 240,09нм³

15.2 Количество поглощенного оксида углерода CО₂

Переводим в моль.

  1моль – 22,4 м³

Х моль – 138,88

15.3 Сумма кислых компонентов:

 

16. Определим удельный расход абсорбента:

 

      

17. Определим степень насыщения амина сероводородом

 

           моль/моль

 

     что составляет 1,9796 моль/л

 

18. Определим степень насыщения амина оксидом углеродом моль/моль

что составляет 1,1124 моль/л

Из данных, приведенных в таблице 4 (см. выше), находим константу скорости термохимической деструкции аминов, которая в нашем случае составляет (при 100°С) К_ДЭА = 8,98´10^-5 л/моль´ч.

13. рассчитываем термохимические потери ДЭА по формуле 5.

V_эа = (2К´ С_Ж ´ a^Н_СО2) ´m = (2´8,98´10^-5´4´1,1406´5,5´105´10⁶) ´(0,8¸1,2) /1000

Выбираем (например) m= 0,8, тогда V_эа = 3,78 г/1000 м³

19. Определяем потери с НСl и Н₂S

Н_{пот. НСl} = 24 г/1000 м³

 Н_{пот Н2S} = 9 г/1000 м³

     20. Определяем общую сумму потерь амина по формуле 3.

 Н_пр = Н_п.разл. + Н_п.ун. + Н_{п. исп.} + Н_п.мех.

Н_{п.разл. =} V_Дэа + V_проч. + Н_{пот. НСl}+ Н_{пот Н2S}

V_проч. – потери от химического взаимодействия амина с другими компонентами газа кислородом воздуха, ингибиторами коррозии и т.п.

V_проч. - 5 г/тыс. м³ газа.

Н_{п.разл. =} V_Дэа + V_проч. Н_{пот. НСl}+ Н_{пот Н2S} = 3,78г/1000 м³+5 г/1000м³+24 г/1000 м³ +

                                                              +9 г/1000 м³= 41,78 г/1000 м³

 Н_п.ун. = 25 г/1000 м³

 Н_{п. исп.} = 2 г/1000 м³

 Н_п.мех. = 5 г/1000 м³

 Н = ∑ Н_пот. = (25+41,78+2+5) г/1000 м³  = 73,78 г/1000 м³

 

Определение норм расхода ДЭА на установке аминовой очистки газа от кислых компонентов (на примере У-72 АГПЗ)

    Производительность установки по проекту – 1,8·10⁹ нм³ в год или 225 тыс.нм³/ч. Содержание кислых компонентов в сырьевом газе, поступающем на переработкусоставляет: H₂S - 23,5% моль; CO₂ – 14,0% моль

    Количество кислых газов составит:

225000×0,375=84375 м³/ч,

в том числе СО₂ – 31,5 т.м³/ч. После разгазирования H₂S и CO₂ поступают в десорбер двумя потоками:

- газовый поток из верхней части 172В03, в котором содержится около 45% от общего количества кислых компонентов, поступает непосредственно в промывную колонну;

- жидкий поток из нижней части 172 В03, в котором растворено 55% H₂S и CO₂, поступает в десорбер.

    Соотношение H₂S и CO₂ в этих потоках примерно одинаково и составляет примерно 1,8. Следовательно, содержание СО₂ в аминовом растворе, поступающем на регенерацию, составляет:

31,5×0,55=17,325 тыс.м³/ч

    Выше сказано, что потери ДЭА в результате взаимодействия его с СО₂ составляют в среднем

3,68кг/1000м³ СО₂ [2,4] или

3,68×17,325=63,756 кг/ч

Учитывая, что интенсивное взаимодействие амина с диоксидом углерода происходит при повышенных температурах более 120°C, а такой температурной обработке подвергается только часть циркулирующего потока амина, а именно поток полностью регенерированного амина, а он составляет от общего потока 1/3 часть, то это учитывалось при расчете потери амина.

Таким образом, потери ДЭА на 1000м³ товарного газа в результате необратимого взаимодействия с СО₂ составляет:

Н_п.хим. – норма потерь за счет химического взаимодействия с соляной кислотой определяется по уравнению реакции НСl с ДЭА.

R₂NH+HCl→R₂NH₂Cl

Содержание НСl в сыром газе 5 мг/м³, расход ДЭА на реакцию составит 24г/1000м³ товарного газа;

- норма потерь за счет взаимодействия с элементарной серой.

На основании проведенных лабораторных исследований было установлено, что при температуре выше 100°C, ДЭА взаимодействует с серой, при этом на один грамм серы расходуется два грамма ДЭА. При содержании в сырьевом газе 2мг/м³ элементарной серы, расход ДЭА составляет 9г/1000м³ товарного газа.

Потери от испарения в абсорбере при температуре 50°C и давлении абсорбции 6,5 МПа составляет 4г/1000 м³ товарного газа [2].

Потери ДЭА в результате уноса с газом в виде капель и брызг, а также при вспенивании раствора, составляет в среднем 10г/1000м³ товарного газа.

Механические потери – утечки в результате неплотностей сальников насосов составляет при проектной норме на 1 насос – 56г/ч, для 5 насосов – 5г/1000м³ товарного газа.

Итоговая сумма потерь ДЭА для установок аминовой очистки газа составляет:

Н_п=151,7+24+9+4+10+5=203,7г/1000м³

 

ВЫВОДЫ

На основании анализа литературных данных и результатов расчетов предлагаются для установок аминовой очистки природного газа от кислых компонентов предлагается норма расхода ДЭА, составляющая 203,7г на 1000м³ товарного газа, при этом норма потерь абсорбента составляет 73,78 г/1000 м³ товарного газа.

 

Варианты заданий

Варианты заданий приведены в таблице 1 Приложения 1.

Результаты расчетов предлагается оформлять в виде таблицы, пример которой приведен в таблице 2 Приложения 1.

Справочный материал по сероочистке приведен в Приложении 2.

---

Дата добавления: 2021-04-15; просмотров: 325; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!