Станислав Кондауров

Адсорбционные установки осушки газа

Recommended Posts

Для Долгушева С.В.

Силикагели пылят, так как в СНГ используются не влагостойкие марки. Так как при компримировании воздуха на силикагель попадает влага, гранулы начинают просто трескаться. Вы легко можете в этом убедиться опустив стандартные марки силикагелей (типа КСМГ или КСКГ) в стакан с водой. Они просто распадутся на части или будет слышно потрескивание. Это основная причина того что они могут пылить с самого начала эксплуатации.

В результате отечественные силикагели перегружают один раз в год. При использовании влагостойких марок срок службы увеличивается до 5 лет минимум. Известны случаи работы силикагелей по 8-10 лет. Например БАСФ продаёт влагостойкий силикагель (несколько сотен тонн в год) поставщикам тормозных систем для тяжёлых грузовиков для осушки воздуха, подаваемого в тормозную систему. Очевидно, что срок службы такого продукта должен быть несколько лет.

"Пишут о двух факторах:1. Закончился срок годности адсорбента." Срок годности нормального адсорбента заканчивается, когда цикл адсорбции становится меньше по времени, чем цикл регенерации. Это в первую очередь связано с дергадацией поверхности силикагеля - блокировка пор отложениями, закоксовывание и т.п. Если силикагель просто рассыпается на части - это нехороший силикагель, может привести к забивке воздуховодов со всеми вытекающими последствиями.

"рекомендует отказаться от силикагеля" - зачем? У силикагеля есть одно важно преимущество перед оксидом алюминия (alumina) - низкая температура регенерации (140-180оС). [Корунд - это альфа фаза оксида алюминия, для адсорбентов используют гамма фазу]. Поставляем мы и силикагели, и оксид алюминия для разных целей. Для осушки воздуха - Результаты очень похожие. Сроки пробега сравнимые.

НО для природного газа нужно использовать только силикагель или цеолиты, так как температура регенерации оксида алюминия - около 300оС. При такой температуре вся тяжёлая органика закоксуется. Оксид алюминия никогда не рассматривался для этой цели. Пытаться пробовать не имеет смысла.

Приношу извинения за немного сумбурный ответ.

Растрескивание адсорбентов происходит из-за нарушения рекомендаций по их использованию, например влажность газа на входе должна быть менее 80%, а по факту часто идет газ сразу с АВО т.е с влажностью 100%. Простейший способ решения проблемы предварительная осушка захолаживанием газа до 20-25 С отделением влаги в с скруббере и последующим нагревом до 30 С.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Для Новошинского И.И.

Большое спасибо за подробный комментарий к моему сообщению. Ответ нисколько не сумбурный, а довольно ясный, исчерпывающий многие другие вопросы. Вообще-то, я лично вопросами осушки не занимаюсь, слышал просто от людей, которым нужен сухой воздух (иногда сухой НГ), что есть некоторые проблемы с работой адсорберов на силикагеле.

Где-то год назад мне попалась статья из журнала "Газовая промышленность", в которой сообщалось о замене в некоторых адсорбционных установках на месторождениях НГ силикагелей российских марок на импортируемые из Германии. Тогда я не совсем понял, чем наши хуже импортных, журнал был выдан на ограниченное время, пришлось бегло просмотреть, а меня там интересовала другая тема. Сейчас всё понятно. Спасибо за ссылку на сайт BASF. Я что-то не понял, это фирма находится в ФРГ? Видимо, она и поставляет в Россию силикагель для замены КСМГ или КСКГ, о чем писали в ГП.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Для Долгушева С.В.

Для долгосрочной эксплуатации силикагелей на осушке воздуха лучше использовать комбинированные загрузки влагостойкого и "стандартного" силикагеля. Тогда лет минимум 3-5 можно не вспоминать про адсорбер. Если у кого есть реальные задачи, то пишите. При больших заказах даже гарантию дают до 2-3 лет легко. Но тут речь идёт о загрузках от 20 тонн.

"замене в некоторых адсорбционных установках на месторождениях НГ силикагелей российских марок на импортируемые из Германии." В первый раз об этом слышу. А поподробнее можно. Кто, хотя бы, заменил?? БАСФ поставляет силикагели на КС Краснодарская, но она изначально была расчитана и спроектирована под немецкие силикагели. БАСФ сам расчёты адсорбционных слоёв и делал.

Из моей практики, обосновать разницу в цене, составляющую до 3 раз, мне не удалось, как ни старался. После чего махнул рукой на это дело - если охота каждый год перегружать силикагель, то флаг в руки. За 3-5 тонн никто убиваться не станет, раз сами считать не могут. Так что цели заменить любой ценой КСКГ и КСМГ у БАСФ не стоит, но если кто хочет, то всегда пожалуйста.

"фирма находится в ФРГ" Сейчас БАСФ - самая крупная в мире химическая международная компания. Головной офис находится в Германии, в городке Людвигсхафен. Там, как раз, БАСФ и возник. Типичный городишко при заводе. А так у него заводы по всему миру разбросаны, но в основном в Европе и Америке.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Для Новошинского И.И.

Спасибо за быстрый ответ. Вообще-то наши сотрудники применяют адсорберы для осушки воздуха с целью его использования в аэродинамических трубах. Если узнаю что-то конкретное, напишу здесь. На самом деле как-то обходятся с имеющимися мощностями, хотя как и везде, вопрос об оптимизации процессов актуален. Конечно, увеличение срока эксплуатации в разы впечатляет.

Что касается статьи в ГазПрормышленности, то, кажется, там речь шла о сотрудничестве Газпрома, кажется с RuhrGas. Если ссылка снова попадет на глаза, сообщу об этом.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Да, трудно вспомнить, что я тогда читал. Скорей всего, речь шла именно о BASF, т.к. при поиске высокоэффективных силикагелей почти всегда находишь именно это слово.

Могу предполагать, что год (а может быть и раньше) я просматривал статьи из журнала "Газовая промышленность" за 2001 год:

1. Денисевич и др. Очистка и осушка природного газа силикагелями. - № 6.

2. Кэслер Х. - статья с похожим названием в № 7 за тот же год.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Неплохо бы узнать, до какой точки росы могут осушить силикагели?

Насколько они эффективне цеолитов в плане межрегенерационного пробега при определенной начальной и конечной влажности газа (динамическая обменная емкоть), какие ориентировочные значения удельных объемных скоростей?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Добрый день,

Силикагели можно использовать в указанных Вами условиях. Обычно рекомендуют комбинированную загрузку влагостойкого силикагеля и стандартного. БАСФ гарантии даёт где-то года на 2-3 на свои загрузки, ожидаемый срок эксплуатации - не менее 5 лет, а там как повезёт. Достигаемая точка росы (-60оС), но это максимум чего можно добиться. Точка росы (-40оС) достигается легко. Силикагель регенерируется в указанных Вами условиях. Ход газа регенерации - снизу вверх, в цикле адсорбции сверху вниз. Если нужно, то БАСФ может предоставить данные для базового проектинования

Share this post


Link to post
Share on other sites

Добрый день,

Силикагели максимально могут дать точку росы (-60оС) по углеводородам и воду, если нужно (-70оС), то это только цеолиты. В принципе можно рассматривать использование на первом этапе силикагелей, а потом, для глубокой доосушки, цеолитов.

Динамическая ёмкость определяется влажностью газа на входе. Вот Вам типичные показатели силикагелей БАСФ, ранее поставлявшимимся Энгельхардом (см файл). На остальные вопросы я ответить не могу, так как эта информация относится к разряду конфиденциальной.

КС_Трокенперлен.pdf

Share this post


Link to post
Share on other sites

Уважаемые коллеги! Извиняюсь, если не совсем по данной теме, но сейчас новую тему можно создать только после модерации, а ответ хочется получить быстрее. Итак, имеется 3 млн. т/год жидкого пропана, содержащего в качестве примеси 2-3% масс. метанола. Проблема в том, что метанол с пропаном образуют азеотроп, отличающийся от пропана по температуре кипения всего градуса на полтора, и ректификацией на имеющейся колонне отделить метанол не получается. Альтернативы: поглощение метанола водой (water washing) и адсорбция на цеолитах, оксиде алюминия. Хотелось бы знать насколько оправдан каждый из этих вариантах при данном объеме переработки. А может ректификацией получится, но какая потребуется колонна? Спасибо!

Share this post


Link to post
Share on other sites
Уважаемые коллеги! Извиняюсь, если не совсем по данной теме, но сейчас новую тему можно создать только после модерации, а ответ хочется получить быстрее. Итак, имеется 3 млн. т/год жидкого пропана, содержащего в качестве примеси 2-3% масс. метанола. Проблема в том, что метанол с пропаном образуют азеотроп, отличающийся от пропана по температуре кипения всего градуса на полтора, и ректификацией на имеющейся колонне отделить метанол не получается. Альтернативы: поглощение метанола водой (water washing) и адсорбция на цеолитах, оксиде алюминия. Хотелось бы знать насколько оправдан каждый из этих вариантах при данном объеме переработки. А может ректификацией получится, но какая потребуется колонна? Спасибо!
Отмывка водой это самый дешевый способ. Насколько я понимаю пропан поступает из рефлюксной емкости, т.е. дистиллят. Концентрацию метанола можно уменьшить путем подачи воды котлового качества в распыл перед трубной решеткой конденсатора колонны. Так при температуре в рефлюксной емкости 40 С и концентрации метанола в водной фазе 20% масс. согласно справочника GPSA концентрация растворенного метанола составит 0.3 % (мольных) или ≈0.2% весовых. При снижении температуры до 10 С в рефлюксной емкости концентрация метанола упадет до 0.1% (мольн.). Если нужна одновременно и осушка (отсутствие влаги при +20 С) то, простейший вариант, это охлаждение пропан до +5-10 С и его отмывка на статическом смесителе. Далее следует водоотделитель с колесцером желательно фирмы PAL (они подберут) и подогрев пропана в рекуператоре. Этот способ позволяет удалить метанол и одновременно произвести приемлемую осушку пропана. Если же этой осушки (захолаживанием) будет не достаточно, то оставшуюся воду можно связать, например добавкой в пропан абсолютизированного изопропилового спирта, этилцеллозова и т. д. Если в пропане есть к-л примеси, которые способствуют образованию на статическом смесители эмульсий, то ничтожная добавка диссольвана в отмывочную воду решает эту проблему. Для охлаждения дешевле всего использовать воду с установки ледяной воды (применяются в пищевке для охлаждения мяса). Они в обычном исполнении (не взрывозащищенном) и требуют отапливаемого укрытия, но зато очень дешевы.

Что касается адсорбционной осушки, то концентрация в 3% просто огромна. Размеры адсорберов будут значительными. (В НИИ Борескова, разработаны пропитки, которые увеличивают емкости цеолитов и силикагеля по метанолу в разы, это тоже можно использовать.).

Есть еще вариант, с разложение метанола на катализаторе, но нужен нагрев до 250 под давлением, и к тому же отсутствие к-л сероорганики.

Share this post


Link to post
Share on other sites

для тонкой осушки и очистке газов могу порекомендовать цеолиты. Точка росы ниже -70 0С. также они глубоко извлекают сероводород, могут применяться как молекулярные сита

Share this post


Link to post
Share on other sites

Для Ракитина

Добрый день. Полностью согласен с г-ном Имшенецким В.В., что адсорбционные методы здесь малоприменимы, так как речь идет об огромных количествах спирта, что приведет к капиллярной конденсации и возможному разрушению гранул адсорбента. В качестве варианта можно попробовать влагостойкие силикагели БАСФ (КС-Trockeperlen WS). Всё будет определяться степенью осушки. Если есть желание скиньте ТЗ на nii1971@yandex.ru. Посмотрим, что можно сделать с силикагелями.

С уважением НИИ

Share this post


Link to post
Share on other sites

Это больше из разряда фантастики: "Есть еще вариант, с разложение метанола на катализаторе, но нужен нагрев до 250 под давлением, и к тому же отсутствие к-л сероорганики." Пропан при этой температуре начинает давать пропилен, который успешно всё закоксует. Даже следовых количеств пропилена достаточно.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Спасибо откликнувшимся участникам! Более вероятными представляются варианты с отмывкой водой и, всё же, правильно подобной ректификационной колонной. В случае отмывки единственная проблема может возникнуть с достаточным количеством оборотной воды и стоками.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Добрый день!

Скорее всего многие уже работали с цеолитами и уже наверняка сформировали свое мнение о тех или иных марках и производителях цеолитов. Хотелось бы услышать ваше мнение кто сейчас делает лучшие адсорбенты в мире и в странах СНГ в частности...

Заранее спасибо)

Share this post


Link to post
Share on other sites

На мой взгляд цеолиты стали настолько простым расходным материалом, что выделить кого то в особенности невозможно. Grace покупает цеолиты и в Германии, и в Китае... UOP похоже так же занимается перепродажами... Сейчас лучше всего мне кажутся цеолиты в форме шариков. В разы удобнее экструдатов. А по вопросам эксплуатации большой разницы нет. Всё дело в личной склонности и таланте продавцов.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Преимущество шариков довольно спорное....большинство компаний склонны использовать черенок, хотя и того и иного на рынке хватает....по Вашему мнению чем шарики все таки лучше?

Share this post


Link to post
Share on other sites

"чем шарики все таки лучше?" - удобнее в загрузке и выгрузке. Не так сильно пылят и крошатся, как экструдаты.

При необходимости можно обеспечить более плотную загрузку аппарата...

Share this post


Link to post
Share on other sites
"чем шарики все таки лучше?" - удобнее в загрузке и выгрузке. Не так сильно пылят и крошатся, как экструдаты.

При необходимости можно обеспечить более плотную загрузку аппарата...

+ возможно использовать ультразвук для улучшения равномерности загрузки

+ для мелкого экструдата 2-3 мм расчетные рабочие поверхностные скорости газа ниже, чем для шариков и "таблеток", т.е. аппарат получается по расчету более "толстый, но короткий", а с шариками он будет "узкий, но длинный", что на больших давления может оказаться более предпочтительным (если считать толщину обечайки).

+ у шариков меньше гидродинамическое сопротивление, хотя потери его и так будут невелики, т.к. рабочие скорости газового потока не велики (ламинарное течение).

+ видимо (не проверял) у шариков больше насыпной вес.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Спасибо за столь полные ответы.....Но все же почему на территории СНГ в большинстве своем эксплуатируются именно "черенки"? Я так понимаю, что "черенки" все же чем то выгодно отличаются от "шариков"....

Share this post


Link to post
Share on other sites
Спасибо за столь полные ответы.....Но все же почему на территории СНГ в большинстве своем эксплуатируются именно "черенки"? Я так понимаю, что "черенки" все же чем то выгодно отличаются от "шариков"....
Конечно экструдат дешевле + аппараты просто посчитаны на экструдат определенного размера и определенной насыпной плотности. Смена адсорбента потребует делать поверочные расчеты для адсорбера и возможно придется его немного модернизировать. Может потребоваться замена КИПиА. Это все небольшие, но дополнительные расходы.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Спасибо за столь полные ответы.....Но все же почему на территории СНГ в большинстве своем эксплуатируются именно "черенки"? Я так понимаю, что "черенки" все же чем то выгодно отличаются от "шариков"....
У экструдата все же есть еще одно небольшое преимущество по сравнению с шариками - отношение поверхности к объему немного больше. Но это легко обходится. Производители делают в "таблетках", "шариках" отверстия, что увеличивает этот показатель. К тому же есть экструдат совсем маленький на 1-1.5 мм, что может быть использовано для эффективной очистке газа при малых расходах газа и малых пов. скоростях, а "шариков" такого диаметра естественно нет.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Здравствуйте!Вопрос по автоматизации?Вот например на Медвежьем месторождении стоят датчики температуры низа, середины и верха адсорбера, зачем на такой профиль температур??Также имеется датчик перепада давления на входе и выходе, это для того чтобы расход вычислить или для чего? Но ведь процесс обычно ведется по циклограммам, т.е. расход только для измерения и регистрации используется?Кто может помочь в этом вопросе?Может быть есть какие-нибудь схемы автоматизации?Заранее благодарен!
Датчики перепадов нужны для того, чтобы отслеживать изменение (рост) перепада, т.к. перепад характеризует степень изношенности силикагеля (адсорбента). И никто на циклограммы никакого внимания не обращает.

Больше половины инженеров, работающих на промыслах о них и не знают ничего. У них есть "режимная карта" составляемая на каждый квартал, на которую, впрочем, они тоже "плюют".

Share this post


Link to post
Share on other sites

Спасибо за ответ!А датчики температуры зачем?Как я понимаю это для управления процессом регенерации??Но для чего там три датчика стоит?!?

Share this post


Link to post
Share on other sites
Спасибо за ответ!А датчики температуры зачем?Как я понимаю это для управления процессом регенерации??Но для чего там три датчика стоит?!?
Правильно понимаете. Для чего третий датчик уточню у КИПовцев.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.