177754. lajstromszámú szabadalom • Eljárás ipari gázok egyidejű kéntelenítésére és szárítására molekulaszűrővel
3 177754 4 adszorbenst a nem tisztított gázzal 190—220 °C-ra felmelegítjük, ezután a tisztított gázáram 10—15%-át a felmelegítési folyamathoz képest magasabb, legfeljebb 350 C-os hőmérsékleten vezetjük a deszorbeáltatandó adszorbenst tartalmazó adszorberbe és a tisztított gáznak ezt a részét a deszorpció után a körfolyamatból eltávolítjuk, emellett a nem tisztított gáz súlymennyisége legalább annyi mint a deszorbeáltatásra használt, tisztított gázé; és a deszorbeáltatandó adszorbens felmelegítéséhez használt nem tisztított gázt 30—40 °C-ra való lehűlés után és kondenzálható alkotóinak lecsapása után vezetjük a főáramba, olyan nyomáson, amely a berendezésbe való bevezetés előtti nyomáshoz viszonyítva a főáram áramlási nyomásveszteségével kisebb. A találmány szerinti eljárás egyik előnyös foganatosítási módja szerint kisebb nyomáson deszorbeáltatunk, mint adszorbeáltatunk, és a dcszorpcióhoz használt gáz visszavezetéséhez szükséges nyomásnövelést egy megfelelő kialakítású gázsugárkompresszorral biztosítjuk. Ez a készülék az cjektor-elv alapján működik, a gáz főáramát hajtóközegként alkalmazzuk, a deszorpciós gázt megszívatjuk és sűrítjük. Egy másik előnyös megvalósítási mód szerint a mindenkori forró, dcszorbeáltatott adszorbens hűtésekor felszabaduló hőt a dcszorbeáló gázáram felmelegítéséhez hőcserélőbe vezetjük. A találmány szerinti megoldás lényeges előnye, hogy az éppen deszorbeáltatandó adszorbens felmelegítését először a szennyezett gáz meghatározott mennyiségével olyan módon végezzük, hogy a molekulaszűrő deszorbeáltatásához szükséges hőmennyiség legnagyobb részét bevisszük és az adszorbátum mintegy 10%-át ezzel a hőmennyiséggel deszorbeáljuk, míg az adszorbátum visszamaradó részét ezután a tisztított gázzal deszorbeáljuk. Ennek eredményeként a tisztított gáznak a fáklyában elégetendő, a deszorpció révén erősen szennyezett hányada az ismert eljárásokhoz viszonyítva erősen csökken. Ezen túlmenően a deszorbeáltatott molekulaszűrőnek az adszorpciós művelet irányával ellentétes irányú hűtésével a hűtés ideje is csökkenthető. A hűtési művelet végén a molekulaszürő töltetén belül hőmérséklet-különbség alakul ki amit az ezt követő, ellentétes irányú adszorpciós művelet kiegyenlít, olyan módon, hogy az említett elvezetendő kis hőmennyiség az adszorber teljes molckulaszürö-töltetén rövid időn belül eloszlik. Ezáltal az adszorpciós műveletnél a hőmérséklet átmenetileg csupán 5—Î0 C-kal emelkedik és a tisztított gáz hőmérséklete csak nem észrevehető mértékben változik. Az ipari gázok ilyen egyidejű kéntelenítése és szárítása útján olyan gáz állítható elő, amely — kénre vonatkoztatva — 1 ppm-nél kevesebbet tartalmaz és - 50 C-nát alacsonyabb a harmatpontja. A találmány szerinti eljárást szén-dioxid-tartalmú földgázoknak kéntartalmú vegyületektől való megtisztítására és szárítására szolgáló példa kapcsán ismertetjük részletesen. Példa A csatolt rajz a találmány szerinti eljárás megvalósítására alkalmas olyan berendezés elvi vázlata, amelyet 30 000 NmVh földgáz tisztítására méreteztünk. A kénvegyületeket és a nedvességet 35 at nyomáson és 20 °C hőmérsékleten adszorbeáltatjuk. (Megjegyzendő, hogy a találmány szerinti eljárásnál nem koherens a nyomás értéke, túl nagy nyomásoknál azonban az adszorbeió körülményei kedvezőtlenebbek. A hőmérsékletet olyan alacsonyra választhatjuk, hogy a gázhidrátok (klatrátok) képződését még éppen elkerüljük.) A tisztítandó földgáz összetétele a következő: CH4 51,8 térfogat0/., C2H6 1,9 térfogat”/, legalább 3 szénatomos szénhidrogén 0,2 térfogat%, N2 36,2 térfogat/., C02 9,8 térfogat?/., H2S 350—1000 ppm, H20 0,1 térfogat0/. A gázt 70 at nyomáson és 10 °C hőmérsékleten vezetjük az 1 vezetékbe. A főáramot, amely 27 000 Nm3/h, a 2 hevítőben addig melegítjük, hogy a 3 fojtószelepben 35 at-ra bekövetkező expanziónál és a 19 gázsugárkompresszorban fellépő hőmérsékletcsökkenést kiegyenlítsük, mielőtt a nyersgáz kéntelenítés és szárítás céljából az 5A molekulaszűrővel töltött 4 adszorberbe jutna. A 4 adszorbert elhagyó, tisztított gázt (kén-hidrogén-tartalma maximálisan 5 ppm és harmatpontja —35 °C alatti 30 at-nál) a forró, deszorbeáltatott molekulaszűrő hűtésére az 5 adszorberen átvezetjük, majd a 6 hűtőben 40 °C-os hőmérsékletre hűtjük és elvezetjük. A nyersgáz egy részét (3000 Nm3/h) a 7 vezetéken keresztül elvezetjük és a 8 hőcserélőben, valamint a 9 hevítőben 370 °C-ra végzett felmelegítése után a deszorbeáltatandó molekulaszűrő felmelegítésére a 10 adszorberbe vezetjük. A 10 adszorberben a gáz leadja fizikai hőtartalmát, majd a 8 hőcserélőben tovább hűl, maximális 40 °C-os hőmérsékletre. A 11 leválasztó készülékben a gázban levő kondenzálható alkotókat kondenzáljuk, mielőtt a gázt a 13 vezetéken keresztül a 19 gázsugárkompresszor segítségével a nyersgáz áramhoz kevernénk, vagy a 16 vezetéken át egy külön 17 előkészítőben a tiszta gáz minőségének megfelelő tisztaságúra (5 ppm H2 S) tisztítanánk. Ameddig a földgáz nyomása az 1 vezetékben legalább 50 at, a nyersgáznak a molekulaszűrő felmelegítésére alkalmazott részárama a 19 gázsugárkompresszor segítségével a nyersgáz hőáramába visszavezethető. Miután a deszorbeáltatandó adszorbenst tartalmazó, 10 adszorberből kilépő gáz hőmérséklete 200 °C-ot elérte, a nyersgázzal való felmelegítést megszakítjuk és az adszorbeált alkotók eltávolítására megkezdjük a 10 adszorberben levő molekulaszűrő öblítését a tisztított gázrészáramának segítségével, miáltal elérjük, hogy a molekulaszűrőn kevés adszorbátum maradjon. Erre a célra tisztított gázáramból egy csekély, 10%-os részáramot vezetünk el a 15 vezetéken, a 8 hőcserélőben és 9 hevítőbeit 350 °C-ra felmelegítjük és a 10 adszorberbe vezetjük, míg az adszorberből kilépő gáz hőmérséklete eléri a 280 °C-ot. Ezzel az öblítő gázzal távolítjuk el a deszorbeáltatandó alkotókat (H2, S, H20 stb.) a 10 adszorberből. A gázáramot a 8 hőcserélőben való leadás után all szeparátorba vezetjük, ahol a kondenzálható alkotókat, a vizet és a nagyobb molekulasúlyű szénhidrogéneket, kondenzáljuk. Ezután az öblítésre használt gázt a 17 előkészítőben tisztítjuk, vagy fáklyában elégetjük. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
