RU2004125472A - Способ улавливания и рекуперации паров углеводородов и других легкокипящих веществ из парогазовых смесей и устройство для его реализации - Google Patents

Claims (9)

1. Способ улавливания паров легкокипящих веществ (ЛВ) из парогазовых смесей, например углеводородов, из паровоздушных смесей (ПВС), включающий подачу паровоздушной смеси в абсорбер - горизонтальный дисковый тепломассообменный аппарат, с последующей абсорбцией из нее паров ЛВ жидким абсорбентом, подаваемым навстречу паровоздушной смеси в абсорбер, в ходе их последовательного противоточного протекания по щелевым зазорам между контактными дисками при взаимодействии паровоздушной (парогазовой) смеси с поверхностью пленки жидкого охлажденного абсорбента, непрерывно образующейся на поверхности вращающихся контактных дисков при одновременном выводе очищенного воздуха (газа-носителя) из абсорбера, а насыщенного ЛВ абсорбента - в десорбер, отличающийся тем, что в качестве абсорбента используют высококипящие фракции, например, углеводородов, которые подают в абсорбер пропорционально расходу ПВС из расчета достижения близкой к равновесной концентрации, как минимум одного из легкокипящих веществ в абсорбенте, который вводится в десорбер в виде двух потоков, один из которых нагревается, при этом процесс десорбции абсорбента проводят при давлении существенно ниже атмосферного в диапазоне от 0,005÷0,05 МПа, при средней температуре абсорбента выше температуры кипения при данном давлении основных десорбируемых легкокипящих(-его) веществ(-а) непосредственно в десорбере в режиме противотока абсорбента и паровой фазы путем испарения легкокипящих веществ (одновременно выполняющих функцию холодильных агентов) из образующейся на вращающихся контактных дисках пленки высококипящего абсорбента, насыщенного легкокипящими веществами при одновременном его охлаждении за счет отвода собственной тепловой энергии абсорбента на испарение легкокипящих веществ, при этом паровая фаза, выводимая из десорбера охлаждается встречным не нагретым потоком абсорбента до температуры конденсации высококипящих паров абсорбента, при этом выведенные из десорбера пары фракций легкокипящих веществ, сжимают и конденсируют при давлении выше атмосферного при одновременном их охлаждении в теплообменнике жидким абсорбентом, вытекающим из абсорбера, образовавшийся конденсат легкокипящих фракций выводят из процесса, а очищенный охлажденный абсорбент направляют обратно в абсорбер для проведения процесса абсорбции.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве абсорбента в процессе улавливания легкокипящих углеводородов из ПВС, используются высококипящие вещества, например, дизельное топливо, которое подается в абсорбер - горизонтальный дисковый тепло-массообменный аппарат при температуре от +5 до -5°С, пропорционально расходу ПВС в диапазоне соотношений: - от 5 до 20 литров абсорбента на один м³ ПВС, скорости течения паровоздушной смеси и абсорбента относительно поверхности контактных дисков не более 3 м/с, времени пребывания паровоздушной смеси в контактной зоне - не менее 1,2-1,7 с и скорости вращения контактных дисков от 10 об/мин до 100 об/мин, при этом сам процесс абсорбции проводят при отношении расхода паровоздушной смеси (V, м³/ч) к поверхности контактных дисков (S, м²) в диапазоне V/S≤2÷5.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что образовавшийся при охлаждении конденсат легкокипящих веществ дросселируется до давления ниже критического для одного или части легкокипящих веществ, вскипает при постоянном давлении и снижает свою температуру, при этом тепло, необходимое для кипения легкокипящих веществ, отводится от очищенного абсорбента, обеспечивая тем самым его дополнительное охлаждение, образовавшаяся при этом паровая часть легкокипящих веществ направляется -при выходе на стационарный режим, на вход ПВС в абсорбер, а на установившемся режиме - дросселируется в десорбер, а оставшаяся часть конденсата легкокипящих веществ - выводится из процесса.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что снижение давления в десорбере до 0,005÷0,05 МПа осуществляется в процессе работы жидкостно-кольцевого вакуумного насоса.

5. Способ по пп.1 и 4, отличающийся тем, что в качестве рабочей жидкости для жидкостно-кольцевого вакуумного насоса используется сам абсорбент участвующий в процессе.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что нагрев абсорбента осуществляется в ходе его протекания через жидкостно-кольцевой вакуумный насос в процессе его работы.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что температура нагрева абсорбента устанавливается из расчета, что средняя температура холодного и нагретого потоков абсорбента, поступающих в десорбер, не должна быть ниже температуры кипения при данном давлении, основных, наиболее высококипящих из десорбируемых веществ, 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.

8. Устройство для улавливания паров легкокипящих веществ (ЛВ), например углеводородов, из паровоздушных (парогазовых) смесей, содержащая абсорбер и десорбер, выполненные в виде противоточных горизонтальных тепломассообменных аппаратов, полости которых разделены на секции, в которых на валу установлены контактные диски, а сами абсорбер и десорбер установлены с наклоном в сторону выхода из них абсорбента, в качестве которого используют высококипящие фракции, например, дизельное топливо, а также содержащее - емкость очищенного абсорбента, теплообменник, насос, соединительные патрубки, подводящие и отводящие трубопроводы абсорбента, паровоздушной смеси и очищенного воздуха, фильтры, средства автоматики, включающие электроклапаны, регулировочные вентили, датчики и блок автоматического управления ее работой, отличающееся тем, что десорбер снабжен вакуумным насосом и сообщен с емкостью очищенного абсорбента трубопроводом слива абсорбента и газо-уравнительным патрубком, при этом входной патрубок вакуумного насоса сообщен с верхней частью 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 баком 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, на первом из которых установлен регулируемый вентиль и нагреватель, который соединен патрубком с 3÷5-й секцией десорбера, и вторым трубопроводом подвода холодного абсорбента в первую секцию десорбера с установленным на нем регулируемым вентилем, 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 на которой последовательно установлены фильтр, насос, обратный клапан и регулируемый вентиль, а бак для конденсата сообщен газопроводом через электроклапан (ЭК) с трубопроводом подвода паровоздушной смеси в абсорбер, и через регулируемый вентиль (РВ) и ЭК - с десорбером и снабжен трубопроводом с ЭК для отвода конденсата, при этом десорбер и бак для конденсата снабжены манометрами, термодатчиками, датчиками верхнего и нижнего уровня сообщенных с блоком автоматического управления его работой.

9. Устройство по п.8, отличающееся тем, что в качестве вакуумного насоса используется жидкостно-кольцевой вакуумный насос, при этом патрубок подвода жидкости к жидкостно-кольцевому вакуумному насосу соединен с первым трубопроводом от магистрали отвода абсорбента за регулируемым вентилем, на выходной патрубок жидкостно-кольцевого вакуумного насоса установлен газоотделитель, газовая полость которого трубопроводом соединена с теплообменником-конденсатором, а жидкостная полость - посредством трубопровода через поплавковый клапан, соединена с нагревателем и, байпас-линией (трубопроводом) с регулируемый вентилем - с патрубком подвода жидкости к вакуумному насосу.