МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ НЕФТИ И ГАЗА им. И.М. ГУБКИНА

КАФЕДРА ГАЗОХИМИИ

ГРИГОРЬЕВА Н.А., ЖАГФАРОВ Ф.Г.

Расчет установки очистки газа от кислых компонентов растворами алканоламинов

Методические указания по выполнению курсового проектирования по курсу Газохимия

(Технология углеводородных газов)

Под редакцией проф. Лапидуса А.Л.

Москва - 2011

1 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Курсовой проект по технологии углеводородных газов выполняется в соответствии с учебным планом и имеет своей целью закрепление студентами знаний, полученных при изучении теоретического курса, более глубокое ознакомление с технологией конкретных производств, приобретение навыков по расчету и проектированию технологических установок и основных аппаратов.

Курсовой проект оформляется в виде расчетно-пояснительной записки и технологической схемы процесса, выполненной в формате А1[1] .

Исходными данными для выполнения курсового проекта являются материалы первой производственной практики на установке аминовой очистки углеводородных газов, а также литературные данные.

2 СТРУКТУРА РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКИ

Титульный лист (приложение 1)

Оглавление

Введение (1-2 стр.)

Назначение процесса

1. 
   Очистка углеводородных газов от кислых примесей (литературный обзор) 10-12 стр.
   
   1. 
      Краткая характеристика кислых примесей
      
   2. 
      Классификация способов очистки и их распространенность
      
   3. 
      Очистка газов растворами алканоламинов
      

1.3.1 Характеристика абсорбентов

1.3.2 Физико-химические основы процесса

1.3.3 Технологическое оформление

1.3.4 Области использования очищенного газа

2. Расчет установки аминовой очистки

2.1 Технологическая схема процесса

Приводится технологическая схема на формате А4 и ее описание с указанием технологических режимов работы основных аппаратов (данные производственной пректики).

---

2.2 Исходные данные для проектирования

2.3 Расчет материальных балансов процесса по стадиям

2.4 Расчет тепловых балансов аппаратов (по заданию преподавателя – руководителя курсового проекта)

2.5 Расчет основного оборудования (по заданию преподавателя – руководителя курсового проекта)

Литература


2.2 Исходные данные

1. Годовая производительность установки по исходному газу (или по очищенному газу) – задается руководителем курсового проекта

2. По материалам производственной практики принимается:

• 
  число дней работы установки в году, n;
  
• 
  состав исходного и очищенного газов (содержание кислых компонентов в очищенном газе может приниматься исходя из требований ГОСТа )
  
• 
  состав абсорбента;
  
• 
  соотношение абсорбент : очищаемый газ;
  
• 
  основные параметры работы аппаратов и оборудования (температура, давление и т.п.)
  
• 
  доля амина, подаваемого на разные тарелки абсорбера от общего количество регенерированного амина (может задаваться преподавателем)
  

2.3 Расчет материальных балансов

2.3.1 Материальный баланс абсорбера
1. Часовая производительность установки по исходному газу, нм³/ч



где: V_год – годовая производительность установки по исходному газу, нм³/ч;

 - число часов работы установки в год, ч
2. Количество очищенного газа
а) суммарное количество кислых компонентов в очищенном газе,

, нм³/ч

где: – суммарная объемная доля СО₂ и H₂S в очищенном газе;

- суммарный объем углеводородов и азота в очищенном газе, нм³/ч
б) количество очищенного газа

+ , нм³/ч
3. Рассчитывают составы исходного и очищенного газа (таблица 1)

---

Таблица 1

Компоненты	Исходный газ					Очищенный газ
	нм3/ч	% об.	=М i/ 22,4/	кг/ч	% масс	нм3/ч	% об.		кг/ч	% масс
Итого	V	100			100		100			100

4. Расчет статей прихода и расхода раствора амина

4.1 Приход раствора амина в абсорбер в значительной степени зависит от выбранной технологической схемы. Так, в различные точки абсорбера могут быть введены различные количества раствора с различной степенью регенерации. В этом случае расчет проводят следующим образом:

Из стехиометрических соображений, учитывая, что реакция аминов с СО₂ идет только на половину, уравнение баланса в системе будет выглядеть так:



где G_1рр, G_2рр - расход раствора амина в первую и вторую точку абсорбера, кг/ч;

ma^1р, ma^2р - мольная доля свободного амина в регенерированном растворе по отношению к суммарному, моль/моль;

mа^1н, ma^2н – мольная доля свободного амина в насыщенном кислыми компонентами растворе, моль/моль;

q_1а, q_2а – суммарная концентрация амина в растворах вводимых в 1-ю и 2-ю точки абсорбера; % масс. принимаем, что q_1а = q_2а (как обычно)

Принимают, что

ma^1р<1 иma^2р< 1, G_1рр +G_2рр=G_рр ; G_1рр = ₁Gрр; G_2рр = (1-₁)

---

Gрр,

где: G_рр- общий расход амина, кг/ч

 - доля амина, подаваемого на верхнюю тарелку абсорбера от общего количество регенерированного амина
Общий расход раствора амина

Gрр = , кг/ч.

Если химическое насыщение раствора амина приближается к единице, то суммарное насыщение превышает единицу, и необходимо учесть количество физически абсорбированных кислых компонентов. При этом следует использовать эмпирические соотношения по данным растворимости H₂S и СО₂ в воде при температуре 10 – 100 С до парциального давления 2 МПа.

, кг/ч , кг/ч

где: Р – общее давление в абсорбере, МПа,

Ma – молекулярная масса амина;

t - температура абсорбции, С.

Приход аминового раствора с учетом химической и физической сорбции кислых компонентов:

=

По практическим данным принимаем:

(t , С (температура в абсорбере); Р , МПа (давление в абсорбере), q_1а=q_2а=28%, ₁ , ma^1р = 0,98, ma^2р = 0,94; ma^1н= ma^1н=0).

4.2 При расчете статей расхода вычисляется унос водяных паров и паров амина с очищенными газами и унос углеводородов с насыщенным раствором амина.

В соответствии с уравнением Менделеева- Клапейрона, унос воды G^г_Н2О и амина G^г_а будут равны:

G^г_Н2О = 10^-3 кг/ч

G^г_а = 10^-3 , кг/ч

где Р_Н2О – парциальное давление паров воды над растворами аминов, Па;

Р_а – парциальное давление паров аминов над их водными растворами, Па.

Используя приложение 2 находим Р_Н2О

Давление паров амина Р_а находим по приложению 3.
Находим мольную долю амина в растворе:

С_а = моль/моль.

Уносом ДЭА за счет испарения можно пренебречь.

---

Унос углеводородов оценивается по растворимости метана в воде.

Пользуясь приложением 4 находим растворимость метана в воде при температуре и давлении абсорбции

кг/с

Таким образом расход влажного отходящего газа составит:

G^о_вл.г.= G^о_г- G^о_СН4+ G^г_Н2О + G^г_а кг/ч.

Расход сухого очищенного газа с учетом потери с раствором амина составит:

G^о_с.г.= G^о_г-G^нр_СН4 кг/ч.

Расход воды с насыщенным раствором амина снизится на величину уноса паров воды с отходящими очищенными газами и механического уноса.

G^нр_Н2О = G^рр_Н2О - G^г_Н2О – 0,72G^мех_рр кг/ч

Где G^мех_рр= 0,009 (кг/с) (принимается по практическим данным, перевести в кг/ч)

Расход амина также уменьшится на величину уноса с отходящими газами и механического уноса.

G^нр_а = G^рр_а - G^г_а – 0,28G^мех_рр кг/ч.

На основании полученных данных составляем материальный баланс абсорбера (табл.2 ):

Таблица 2

5. Материальный баланс абсорбера

Статьи прихода/расхода
Статьи прихода	кг/ч	% масс	нм3/ч	% об
Исходный газ в том числе: углеводороды сероводород окись углерода Регенерированный раствор амина: в том числе: амин Вода
ИТОГО		100		100
Статьи расхода	кг/ч	% масс	нм3/ч	% об
1. Влажный отходящий газ в том числе: сухой отходящий газ водяные пары 2. Механический унос раствора амина Насыщенный раствор амина: в том числе: амин Н2О Н2S СО2 Углеводороды
ИТОГО		100		100

---

Смотрите также файлы

• О работе главной медицинской сестры гбуз то Областная больница 13 (с. Исетское).docx

• Фтизиатрия 1101.docx

• "Особенности правовой системы Российской Федерации" по дисциплине "Теория государства и права".rtf

• !Науас 52 жаста, ауыр психозды басынан ткізді, оны алдында 5 кн бойы араты салынып ішті. Психоз фрагментті кру галлюцинациялары, орыныш пен реймен, жне тыныштыпен сипатталды.docx

• Практическая работа Цифровые инструменты наставничества педагогических работников. Описание, требования к выполнению.docx