Главная Коллекция "Revolution" Экология и охрана природы Расчет аминовой очистки газов

Расчет аминовой очистки газов

Перерасчет годовой производительности в суточную с учетом плановых ремонтных работ. Определение плотности исходного и очищенного газа. Составление материального баланса абсорбера. Содержание сероводорода в очищенном газе в соответствии с требованиями.

Рубрика Экология и охрана природы
Вид контрольная работа
Язык русский
Дата добавления 08.12.2018
Размер файла 307,6 K
рефераты на заказ со скидкой

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Исходные данные

Для очистки природного газа от кислых компонентов (сероводорода и диоксида углерода) используется водный раствор диэтаноламина (ДЭА). Состав газа приведен в таблице 1, температура газового сырья при вводе в аппарат=32 град. С; температура регенерированного водного раствора ДЭА =30 град. С; давление Р в аппарате =6МПа. Производительность установки по очищенному газу 5,5 млрд. м3/год.

Состав исходного газа

Компоненты

Содержание Xi,% об.

Компоненты

Содержание Xi,% об.

Метан

85,67

Гексан

0,02

Этан

3,8

Азот

5,2

Пропан

1,4

Сероводород

2,1

и-Бутан

0,22

Диоксид углерода

0,97

н-Бутан

0,4

Меркоптаны

450 мг/м3

и-Пентан

0,12

СН3ОН

350 мг/м3

н-Пентан

0,1

Жидкость

отсутствует

Расчет

С учетом плановых ремонтных работ, на которые отводится 1 месяц (30 суток), пересчитываем годовую производительность в суточную (365-30=335 суток), часовую (24 часа в сутки) и секундную (3600с = 1 час):

Рассчитаем производительность по исходному газу (м3/с):

где: Vоч - объем очищенного газа (м3/с);

ХH2S и XCO2 - количество сероводорода и диоксида углерода в исходном и очищенном газе соответственно,% об.

Содержание сероводорода в очищенном газе в соответствии с требованиями стандарта для товарного газа принимаем 0,0004% об., содержание диоксида углерода в очищенном газе - 0,02% об.

1. Рассчитываем состав очищенного газа исходя из состава исходного газа (% об.):

производительность плановый ремонтный газ

где: (Xi)оч, (Xi)исх - содержание i-го компанента в очищенном и в исходном газе соответственно,% об.

Результаты вычислений компонентов очищенного газа занесем в таблицу.

Состав очищенного газа

Компоненты

Содержание Xi,% об.

Компоненты

Содержание Xi,% об.

Метан

88,3648

Гексан

0,0206

Этан

3,9195

Азот

5,3636

Пропан

1,4440

Сероводород

0,0004

и-Бутан

0,2269

Диоксид углерода

0,02

н-Бутан

0,4126

и-Пентан

0,1238

н-Пентан

0,1031

Расчет плотности исходного и очищенного газа производится по формуле:

где: Xi - содержание i-го компанента в исходном или в очищенном газе соответственно,% об.

сi - плотность исходного компонента газа при нормальных условиях (t=0°С и Р=0,1 Мпа) определяем (кг/м3): сi = Мi /22,4.

Получим:

Массовый расход исходного газа производится по формуле:

В том числе Н2S и СО2:

где: сH2S - плотность Н2S = 1,522 кг/м3.

где сСО2 - плотность СО2 = 1,9647 кг/м3.

Приход углеводородов (включая азот) находим из разности количества исходного газа и суммы прихода диоксида углерода и сероводорода:

2. Приход аминового раствора находим из уравнения материального баланса (по стехиометрии учитываем что реакция аминов с СО2 идет только наполовину):

где: G1pp, G2pp - расход раствора амина на 1 и 2 точку абсорбера, кг/с;

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

ma,1H, ma,2H - мольная доля свободного амина в насыщенном кислыми компонентами растворе по отношению к суммарному моль / моль;

g1a, g2a - концентрация амина в растворах поступающих в 1 и 2 точку абсорбера,% масс.

Пологая что ma,1H ?1, ma,2H ?1

можно вычислить приход раствора амина:

где: L1 - доля амина, подаваемого на верхнюю тарелку абсорбера (из условия приняли, что L1 =0,25 т.е. на верхнюю тарелку подается 25% от общего количества регенерированного амина а в среднюю часть абсорбера 75%).

3. Чтобы учесть количество физических абсорбированных кислых компонентов воспользуемся эмпирическим уравнением:

где: Ма - молекулярная масса амина;

t - температура абсорбции,°С;

Р - общее давление в абсорбере, 6МПа.

Тогда расход аминового раствора с учетом физической и химической абсорбции кислых компонентов:

На верхнюю тарелку и в среднюю часть абсорбера подается раствор амина одинаковой концентрации g1a = g2a = 30%; доля амина, подаваемого на верх абсорбера L1 = 0,25; ma,1p= 0,98; ma,2p= 0,95; ma,1H = ma,2H = 0; температура абсорбции 50°С.

Находим мольную долю диоксида углерода и сероводорода, извлеченных физической абсорбцией:

Тогда с учетом физической и химической абсорбции:

4. При расчете статей расхода вычислим сначала унос водных паров и паров амина с очищенными газами и унос углеводородов насыщенным раствором амина.

В соответствии с уравнением Менделеева - Клапейрона унос паров воды GН2О(у) и амина Gа(у):

где: РН2О - парциальное давление паров воды над растворами аминов, Па

Ра - парциальное давление паров аминов над их водными растворами, Па

R - универсальная газовая постоянная (R=8,314 м3*Па/моль * К).

5. Находим мольную долю амина в растворе:

6. Находим значение РН2О, принимая линейную интерполяцию паров воды в интервале концентраций ДЭА в пределах 0,00-0,25 моль / моль.

В этом случае для искомой концентрации Са:

При t=50°С и Са= 0,068 моль / моль:

Унос паров воды будет равен:

Значение Ра находим, принимая линейную интерполяцию паров ДЭА в интервале концентраций 25-50%.

Уносом ДЭА за счет испарения можно пренебречь. Механический раствор уноса амина принимаем по практическим данным:

Унос углеводородов с раствором насыщенного амина можно вычеслить по растворимости метана в воде, в = 1,07 см3/г - при 50°С и 60 кг/см2.

7. Расход влажных отходящих газов

где:

и

8. Расход сухого очищенного газа с учетом потери с раствором амина:

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

где: 0,7 - массовая доля воды в растворе амина

10. Расход амина с его насыщенным раствором также уменьшится на велечину уноса с отходящими газами и механического уноса.

где: 0,3 - массовая доля амина в регенерированном растворе.

Результаты сводятся в таблицу.

Материальный баланс абсорбера

№ п/п

Наименование

обозначения

Велечина кг/с

общая

покомпанентная

Статьи прихода

1

исходный газ

Gисх.

163,0684

в том числе:

3

у/в

Gисх (у/в)

153,0705

4

Н2S

Gисх.Н2S

6,2625

5

CO2

Gисх.CO2

3,7353

6

Регенерированный р-р ДЭА

Gрр

120,7089

в том числе:

7

ДЭА

Gрр(а)

36,2127

8

Н2О

Gрр(Н2О)

84,4963

9

Итого

283,7773

283,7773

Статьи расхода

10

Влажный отходящий газ

Gо (вл. г.)

153,2892

в том числе:

11

сухой отходящий газ

Gо (с.г.)

153,0541

12

водяные пары

GН2О(у)

0,2349

13

унесенный амин

Gа(у)

0,0002

14

Механический унос р-ра амина

Gмех(а)

0,009

0,009

15

Насыщеный р-р ДЭА

GНР

130,4791

в том числе:

16

ДЭА

Gа(НР)

36,2097

17

Н2О

GН2О(НР)

84,2551

18

Н2S

GН2S(НР)

6,2614

19

CO2

GCO2 (НР)

3,6607

20

у/в

GCH4 (НР)

0,0922

21

Итого

283,7773

283,7773

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

© 2000 — 2023, ООО «Олбест» Все права защищены