RU2056000C1

RU2056000C1 - Method of operation of pump-ejector plant

Info

Publication number: RU2056000C1
Application number: RU93055206/06A
Authority: RU
Inventors: М.В. Акимов; А.М. Кочемасов; А.Е. Платонов; В.Г. Цегельский
Original assignee: Цегельский Валерий Григорьевич
Priority date: 1993-12-10
Filing date: 1993-12-10
Publication date: 1996-03-10

Abstract

FIELD: cleaning of gas. SUBSTANCE: active-medium - sorbent is fed to jet apparatus of the pump-ejector plant at a pressure of no less than 1.5 MPa and gaseous medium is compressed in jet apparatus to pressure exceeding its pressure at jet apparatus inlet by 1.5 to 40 times at simultaneous absorption of admixtures of hydrocarbon gas in jet apparatus. EFFECT: enhanced efficiency. 1 dwg

Description

Изобретение относится к струйной технике, преимущественно к насосно-эжекторным установкам для утилизации и очистки от примесей углеводородного газа. The invention relates to inkjet technology, mainly to pump-ejector installations for utilization and purification of hydrocarbon gas impurities.

Известен способ работы насосно-эжекторной установки, включающий откачку струйным аппаратом газообразной среды, подачу циркуляционным насосом в сопло струйного аппарата жидкой среды, смешение сред в струйном аппарате, подачу смеси сред в сепаратор с последующим разделением в нем смеси на газообразную и жидкую и подачу газообразной сжатой смеси потребителю и жидкой среды на вход циркуляционного насоса [1]
Однако в данном способе работы насосно-эжекторной установки отсутствует очистка поступающего на сжатие газа от примесей, что сужает область ее использования.A known method of operation of a pump-ejector installation, including pumping out a gaseous medium by a jet apparatus, supplying a liquid medium to a nozzle of a jet apparatus of a liquid medium, mixing media in a jet apparatus, supplying a mixture of media to a separator, followed by separating the mixture therein into gaseous and liquid and supplying gaseous compressed mixture to consumer and liquid medium at the inlet of the circulation pump [1]
However, in this method of operation of the pump-ejector installation, there is no purification of the impurities entering the compression gas, which narrows the scope of its use.

Наиболее близким к описываемому является способ работы насосно-эжекторной установки, включающий подвод неочищенного углеводородного газа в струйный аппарат, подачу в сопло последнего циркуляционным насосом активной жидкой среды сорбента примесей углеводородного газа, смешение жидкой и газообразной сред в струйном аппарате, подачу смеси сред в абсорбер-сепаратор, отвод очищенного газа из абсорбера-сепаратора, отвод из последнего жидкости с абсорбированными примесями в десорбер, отвод из десорбера очищенной жидкости-сорбента на вход циркуляционного насоса и отвод из десорбера газообразных примесей [2]
Однако в указанном способе работы насосно-эжекторной установки не обеспечивается эффективное отделение примесей от углеводородного газа, что связано с неоптимальным режимом смешения жидкой и газообразной сред в струйном аппарате. Как следствие, в сепараторе необходимо обеспечить два взаимоисключающих друг друга по условиям проведения процесса для процесса абсорбции необходимо хорошее смешение компонентов, а процесс сепарации связан с разделением этих компонентов, Совмещение указанных процессов в абсорбере-сепараторе ведет вследствие этого к усложнению его конструкции, увеличению его габаритов и ужесточению режимов протекания процессов.Closest to the described is the method of operation of the pump-ejector installation, which includes supplying the crude hydrocarbon gas to the jet apparatus, supplying a sorbent of hydrocarbon gas impurities to the nozzle of the last active liquid medium circulating pump, mixing liquid and gaseous media in the jet apparatus, feeding the mixture of media into the absorber separator, removal of purified gas from the absorber-separator, removal from the last liquid with absorbed impurities into the stripper, removal of the purified sorbent liquid from the stripper inlet Circulator pump and outlet of the desorber gaseous impurities [2]
However, in the specified method of operation of the pump-ejector installation, the efficient separation of impurities from the hydrocarbon gas is not ensured, which is associated with the non-optimal mode of mixing liquid and gaseous media in the jet apparatus. As a result, in the separator, it is necessary to provide two mutually exclusive ones according to the process conditions for the absorption process, good mixing of the components is necessary, and the separation process is associated with the separation of these components. and toughening the flow of processes.

Кроме того, незначительная абсорбция примесей в процессе смешения в струйном аппарате снижает эффективность откачки газообразной среды струйным аппаратом. In addition, insignificant absorption of impurities during mixing in the jet apparatus reduces the efficiency of evacuation of the gaseous medium by the jet apparatus.

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение эффективности работы насосно-эжекторной установки за счет обеспечения практически полной абсорбции примесей углеводородного газа в проточной части струйного аппарата, что приводит к повышению его КПД (за счет снижения работы сжатия газообразного компонента, оставшегося после абсорбции), и придания сепаратору функции только разделения газожидкостной смеси. The technical problem to which the invention is directed is to increase the efficiency of the pump-ejector installation by providing almost complete absorption of hydrocarbon gas impurities in the flow part of the jet apparatus, which leads to an increase in its efficiency (by reducing the compression work of the gaseous component remaining after absorption ), and giving the separator the function of only separating the gas-liquid mixture.

Указанная техническая задача решается тем, что в способе работы насосно-эжекторной установки, включающем подвод неочищенного углеводородного газа в струйный аппарат, подачу в сопло последнего циркуляционным насосом активной жидкой среды сорбента примесей углеводородного газа, смешение жидкой и газообразной сред в струйном аппарате, подачу смеси сред в сепаратор, отвод очищенного газа из сепаратора, отвод из последнего жидкости с абсорбированными примесями в десорбер, отвод из десорбера очищенной жидкости-сорбента на вход циркуляционного насоса и отвод из десорбера газообразных примесей, при этом активную среду сорбент подают в струйный аппарат под давлением не менее 1,5 МПа и сжимают в струйном аппарате газообразную среду до давления, превышающего давление ее на входе в струйный аппарат в 1,5.40 раз, с одновременной абсорбцией примесей углеводородного газа в струйном аппарате. The specified technical problem is solved in that in the method of operation of the pump-ejector installation, which includes supplying the crude hydrocarbon gas to the jet apparatus, supplying the sorbent of hydrocarbon gas impurities to the nozzle of the last active liquid medium by a circulating pump, mixing liquid and gaseous media in the jet apparatus, supplying a mixture of media to the separator, the removal of purified gas from the separator, the removal of the last liquid with absorbed impurities into the stripper, the removal of the cleaned sorbent liquid from the stripper to the circulation inlet pump and removal of gaseous impurities from the stripper, while the active medium the sorbent is fed into the jet apparatus at a pressure of at least 1.5 MPa and the gaseous medium is compressed in the jet apparatus to a pressure exceeding its pressure at the inlet of the jet apparatus by 1.5.40 times, with simultaneous absorption of hydrocarbon gas impurities in the jet apparatus.

Подача активной жидкости под давлением не менее 1,5 МПа и обеспечение сжатия газообразной среды в 1,5.40 раз позволили добиться условий, при которых практически полностью примеси перекачиваемого газа абсорбируются в проточной части струйного аппарата. Это позволяет разделить процессы абсорбции примесей и разделения газожидкостной смеси, а также повысить изотермический КПД струйного аппарата. The supply of active liquid at a pressure of at least 1.5 MPa and the provision of compression of the gaseous medium 1.5.40 times made it possible to achieve conditions under which the impurities of the pumped gas are almost completely absorbed in the flow part of the jet apparatus. This allows you to separate the processes of absorption of impurities and separation of the gas-liquid mixture, as well as to increase the isothermal efficiency of the jet apparatus.

Из известных технических решений неизвестно обеспечение режимов работы, при которых процесс абсорбции примесей завершился бы до поступления газожидкостной смеси в сепаратор, что позволяет сделать вывод о соответствии описанного технического решения критериям изобретения "Новизна" и "Уровень техники". Of the known technical solutions, it is not known to provide operating modes in which the process of absorption of impurities would be completed before the gas-liquid mixture enters the separator, which allows us to conclude that the described technical solution meets the criteria of the invention of "Novelty" and "Prior Art".

На чертеже представлена схема насосно-эжекторной установки, в которой реализован описываемый способ ее работы. The drawing shows a diagram of a pump-ejector installation, which implements the described method of its operation.

Насосно-эжекторная установка для реализации способа ее работы содержит струйный аппарат 1 с линией 2 подвода неочищенного углеводородного газа и линией 3 отвода смеси сред, сепаратор 4 с линиями 5 и 6 отвода очищенного газа и насыщенной примесями жидкости (сорбента), теплообменник 7, установленный на линии 6 отвода насыщенной примесями жидкости, десорбер 8 с линиями 9 и 10 отвода газообразных примесей и регенерированного (очищенного) сорбента и циркуляционный насос 11, подключенный входом через холодильник 12 и теплообменник 7 к линии 10 отвода регенерированного сорбента и выходом к соплу струйного аппарата 1, при этом линия 6 отвода насыщенного сорбента подключена к десорберу 8, линия 3 отвода смеси сред подключена к сепаратору 4, а линия 5 отвода очищенного газа подключена через регулятор 13 давления к линии подвода неочищенного углеводородного газа. A pump-ejector installation for implementing the method of its operation comprises a jet apparatus 1 with a line 2 for supplying crude hydrocarbon gas and a line 3 for discharging a mixture of media, a separator 4 with lines 5 and 6 for removing the purified gas and saturated liquid (sorbent), a heat exchanger 7 mounted on line 6 of the outlet saturated with impurities, the stripper 8 with lines 9 and 10 of the discharge of gaseous impurities and regenerated (cleaned) sorbent and a circulation pump 11 connected by an inlet through the refrigerator 12 and the heat exchanger 7 to the line 10 of the reg the generated sorbent and exit to the nozzle of the jet apparatus 1, while the saturated sorbent discharge line 6 is connected to the stripper 8, the medium mixture discharge line 3 is connected to the separator 4, and the purified gas discharge line 5 is connected through the pressure regulator 13 to the crude hydrocarbon gas supply line.

По линии 2 осуществляют подвод на вход струйного аппарата 1 неочищенного углеводородного газа. Циркуляционный насос 11 подает в сопло струйного аппарата 1 жидкую среду сорбент примесей углеводородного газа. Активная среда, стекая из сопла под давлением не менее 1,5 МПа, увлекает в струйный аппарат 1 неочищенный углеводородный газ. В струйном аппарате 1 образуется газожидкостная смесь, причем величина сжатия газа при этом лежит в диапазоне 1,5. 40. Активная турбулизация потока в струйном аппарате и сжатие смеси ведут к интенсивной абсорбции примесей из углеводородного газа, причем экспериментально подобранные условия проведения процесса смешения газа и жидкости обеспечивают максимально возможный КПД струйного аппарата 1, практически полную абсорбцию примесей в проточной части струйного аппарата 1 и окончательное завершение абсорбции до входа смеси сред в сепаратор 4. Сжатый до требуемой величины и очищенный от примесей углеводородный газ отделяется в сепараторе 4 от насыщенной примесями жидкости и подается по линии 5 потребителю. Насыщенная жидкость из сепаратора 4 по линии 6 отвода через теплообменник 7, где она предварительно подогревается теплом регенерированного (очищенного) сорбента, поступает в десорбер 8. В десорбере 8 происходит регенерация насыщенной жидкости при ее нагреве. Выделившиеся в виде газа примеси отводятся по линии 9. Регенерированная жидкость (сорбент) по линии 10 поступает через теплообменник 7 и холодильник 12 на вход циркуляционного насоса 11. В связи с тем, что расход неочищенного углеводородного газа, поступающего в струйный аппарат, может изменяться, линия 5 отвода очищенного газа подключена через регулятор 13 давления к линии 2 подвода неочищенного углеводородного газа. Это позволяет при падении давления в линии 2 ниже допускаемого уровня перепускать часть очищенного газа на вход струйного аппарата 1. При восстановлении давления в линии 2 перепуск газа автоматически прекращается. On line 2, a crude hydrocarbon gas is supplied to the input of the jet apparatus 1. The circulation pump 11 delivers a sorbent of hydrocarbon gas impurities to the nozzle of the jet apparatus 1. The active medium, flowing out of the nozzle under a pressure of at least 1.5 MPa, carries 1 crude hydrocarbon gas into the jet apparatus 1. In the jet apparatus 1, a gas-liquid mixture is formed, the gas compression amount being in the range of 1.5. 40. Active turbulization of the flow in the jet apparatus and compression of the mixture lead to intensive absorption of impurities from hydrocarbon gas, and experimentally selected conditions for the process of mixing gas and liquid provide the highest possible efficiency of the jet apparatus 1, almost complete absorption of impurities in the flow part of the jet apparatus 1 and the final the completion of absorption before the mixture of media enters the separator 4. Compressed to the desired size and purified from impurities hydrocarbon gas is separated in the separator 4 from saturated th liquid and impurities is fed via line 5 to the consumer. Saturated liquid from the separator 4 along the drain line 6 through the heat exchanger 7, where it is preheated by the heat of the regenerated (purified) sorbent, enters the stripper 8. In the stripper 8, the saturated liquid is regenerated when it is heated. Impurities released in the form of gas are discharged through line 9. The regenerated liquid (sorbent) passes through line 10 through a heat exchanger 7 and a refrigerator 12 to the inlet of the circulation pump 11. Due to the fact that the flow rate of crude hydrocarbon gas entering the jet apparatus may vary, the purified gas outlet line 5 is connected through a pressure regulator 13 to the crude hydrocarbon gas supply line 2. This allows, when the pressure in line 2 drops below the permissible level, to bypass part of the purified gas to the inlet of the jet apparatus 1. When pressure is restored in line 2, the gas bypass automatically stops.

Таким образом, путем обеспечения процесса абсорбции в проточной части струйного аппарата 1 достигается создание оптимальных условий по давлению и температуре для абсорбции примесей углеводородного газа сорбентом, при этом подобраны режимы подачи сорбента в струйный аппарат 1, при которых при одновременном увеличении КПД струйного аппарата 1 достигается требуемая величина сжатия углеводородного газа и при этом сорбент активно абсорбирует примеси. Проведенные экспериментальные работы показали нецелесообразность сжатия газа выше чем в 40 раз и в то же время сжатия менее, чем в 1,5 раза, поскольку в этом случае не удастся получить требуемый КПД работ насосно-эжекторной установки и в то же время завершить процесс абсорбции до входа газожидкостной смеси в сепаратор 4. При этом давление рабочей жидкости (сорбента) не должно быть ниже 1,5 МПа, чтобы обеспечить указанные выше степени сжатия, а также уменьшить необходимое для процесса количеcтво cорбента. В cвою очередь завершение процеccа абсорбции примесей до поступления смеси в сепаратор 4 позволяет упростить конструкцию сепаратора 4, уменьшить его материалоемкость и повысить эффективность разделения газа и насыщенного примесями сорбента, что повышает качество подаваемого потребителю газа. Thus, by ensuring the absorption process in the flowing part of the jet apparatus 1, optimal pressure and temperature conditions are achieved for the absorption of hydrocarbon gas impurities by the sorbent, while the modes of supplying the sorbent to the jet apparatus 1 are selected at which the required efficiency of the jet apparatus 1 is achieved while the compression ratio of the hydrocarbon gas and the sorbent actively absorbs impurities. The experimental work showed the inappropriateness of gas compression higher than 40 times and at the same time compression less than 1.5 times, since in this case it will not be possible to obtain the required efficiency of the pump-ejector installation and at the same time complete the absorption process to the entrance of the gas-liquid mixture into the separator 4. In this case, the pressure of the working fluid (sorbent) should not be lower than 1.5 MPa in order to provide the above compression ratios, as well as to reduce the amount of sorbent needed for the process. In turn, the completion of the process of absorption of impurities before the mixture enters the separator 4 allows us to simplify the design of the separator 4, reduce its material consumption and increase the efficiency of separation of gas and sorbent saturated with impurities, which improves the quality of the gas supplied to the consumer.

Как результат, использование описанного изобретения позволяет достигнуть поставленные технические задачи, а именно, повысить эффективность работы насосно-эжекторной установки за счет увеличения КПД струйного аппарата и обеспечения практически полной абсорбции примеси углеводородного газа до входа в сепаратор, улучшить ее массогабаритные характеристики по сравнению с известными установками и повысить эффективность отделения примесей от углеводородного газа. As a result, the use of the described invention allows us to achieve the technical objectives, namely, to increase the efficiency of the pump-ejector installation by increasing the efficiency of the jet apparatus and ensuring almost complete absorption of hydrocarbon gas impurities before entering the separator, to improve its weight and size characteristics compared to known installations and increase the efficiency of separation of impurities from hydrocarbon gas.

Claims

METHOD OF OPERATION OF A PUMP - EJECTOR INSTALLATION, including supplying a crude hydrocarbon gas to a jet apparatus, supplying an active liquid medium — a sorbent of hydrocarbon gas impurities to the nozzle of the last circulation pump, mixing liquid and gaseous media in a jet apparatus, supplying a mixture of media to a separator, and discharging purified gas from separator, discharge from the last liquid with absorbed impurities into the stripper, drain from the stripper of the purified liquid - the sorbent to the inlet of the circulation pump, and discharge of gaseous from the stripper impurities, characterized in that the active medium is fed - the sorbent into the jet apparatus at a pressure of at least 1.5 MPa and the gaseous medium is compressed in the jet apparatus to a pressure exceeding its pressure at the inlet of the jet apparatus by 1.5 to 40 times, simultaneously absorption of hydrocarbon gas impurities in the jet apparatus.