Технология переработки природного газа и конденсата - Афанасьев А.И.
ISBN 5-8365-0107-6
Скачать (прямая ссылка):
Чистый гелий из адсорберов после нагрева в теплообменнике 16 до 280 К при давлении 2,7 МПа подают в установку сжижения (где имеется адсорбер для очистки от неона) и транспортные емкости жидкого гелия.
В установке очистки для получения 146 м3/ч чистого гелия расход электроэнергии составляет 51 кВт, жидкого азота из холодильного цикла-170 кг/ч, газообразного азота - 220 м3/ч, воздуха - 183 м3/ч, циркулирует 1,7 т/ч оборотной воды, расходуется 450 кг/год цеолитов, 710 кг/год активированного угля, 100 кг/год алюмоплатинового катализатора.
Таблица 3.36
Динамическая активность угля СКТ-6Ф по азоту, водороду и неону (T = 77 К, давление 17,5 МПа) при адсорбции их смеси из гелия
Компонент смеси Концетрация примеси в очищаемом гелии, % об Динамическая активность, CM1/T
Азот 1,15 320
1,27 340
1,49 365
1,56 370
Водород 0,0094 1,90
0,0124 2,19
0,0260 5,04
0,0727 ! 10,60
Неон 0,008 0,22
0,010 0,30
0,016 0,42
0,019 ¦ 0,50
0,024 0,63
221
В таблице 3.36 приведены экспериментальные значения динамической активности угля СКТ-6А при температуре 77 К и давлении 17,5 МПа по азоту, водороду и неону [10, 21, 22, 20]. Эти данные могут быть использованы при определении необходимого количества адсорбента.
Наибольшую трудность вызывает очистка от неона. Из таблицы следует, что активность угля по неону на порядок ниже, чем по водороду. Это приводит к значительному увеличению количества адсорбента (адсорберов).
В патенте № 3616602 [24] рекомендуется проводить адсорбционную очистку гелия от примесей при температуре ниже температуры замерзания данной примеси (в чистом виде). Это иллюстрируется на примере адсорбции неона из смеси с гелием. В таблице 3.37 приведены данные динамической активности угля по неону при различных температурах. Начальное содержание неона в смеси с гелием 0,0028 % об. Из таблицы следует, что при температурах ниже температуры замерзания неона (24,66 К) адсорбционная способность угля по неону возрастает на порядок. Поэтому для получения гелия высокой чистоты часто проводят окончательную его очистку адсорбцией при температурах 15-20 К. Если продуктом является газообразный гелий, то для охлаждения до указанных выше температур используют холодильные гелиевые установки. Если продуктом является жидкий гелий, то окончательная очистка от примесей производится в адсорбере, установленном в установке сжижения гелия. Например, такая установка предлагается в работе [34] для получения жидкого гелия из газа Братского ГКМ.
Для очистки гелия от азота может быть также использован метод короткоцикловой адсорбции при температуре окружаю-
Таблица 3.37
Динамическая адсорбционная способность угля по неону. Начальное содержание неона в гелии 0,1128 %
Номер опыта Температура, К Давление абсолютное, МПа Адсорбционная способность, г неона/г угля Адсорбционная способность, см1 неона/г угля
1 38,7 1,035 0,014 15,5
2 33,5 0,304 0,042 46,5
3 33,15 0,414 0,059 65 4
4 33,15 0,621 0,084 93
5 33,15 0,828 0,063 70
6 33,15 1,035 0,055 61
7 33,15 1,035 0,053 59 :
8 33,15 1,035 0,067 74
9 33,15 1,035 0,051 56
10 22,05 1,035 0,330 366
11 10,95 1,035 0,598 664
222
щей среды. Такой метод очистки описан в работах [9, 29]. В этих работах процесс очистки производится при давлении 2-3 МПа в трех попеременно работающих адсорберах. Регенерация насыщенного адсорбента производится сбросом давления. В работе [9] после сброса давления производилась промывка адсорбера чистым гелием. В качестве адсорбента использовался активированный уголь СКТ-б.
Для управления процессом использовался микропроцессорный блок, осуществляющий циклическое открытие и закрытие клапанов с различным временем цикла.
Рабочий цикл [29] состоял из следующих стадий: перепуск газа и набор давления в адсорбере; адсорбция; перепуск газа в отрегенерированный адсорбер; сброс давления (регенерация). Общее время цикла составляло 150-210 с. Содержание примесей (азота, кислорода) было от 7 до 20 % об. Чистота получаемого гелия составляла 99,9-99,98 %.
В работе [9] остаточное содержание азота в гелии составляло 0,004-0,02 % об. В этой же работе отмечается, что корот-коцикловая адсорбция экономически более эффективна по сравнению с низкотемпературной адсорбцией.
Для получения чистого гелия требуется его доочистка адсорбцией при низких температурах. Существенным недостатком метода очистки гелия короткоцикловой адсорбцией являются повышенные потери гелия с сбросными газами. Так в работе [29] извлечение гелия составляло 75-85 %. Однако потери гелия могут быть значительно уменьшены, если сбросные газы сжижать компрессором и возвращать в блок получения гелиевого концентрата.
3.8. ПОЛУЧЕНИЕ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ КОМПОНЕНТОВ ПРИРОДНОГО ГАЗА ИЗ ГАЗОВОГО КОНДЕНСАТА
Фракционирование газового конденсата обеспечивает производство индивидуальных стандартных продуктов, которые могут быть использованы как сырье для получения основных промежуточных компонентов органического синтеза -этилена, пропилена, бутадиена, изопрена и т.д. Этан, пропан, бутаны также могут быть использованы в качестве сырья производства поверхостно-активных веществ (ПАВ), синтетических моющих средств, растворителей, белково-витаминных концентратов (БВК), высокооктановых компонентов (например -МТБЭ) и т.д. Получение перечисленных индивидуальных
