Оптимизация работы установки регенерации ДЭГа

Как указывалось в описании технологической схемы, назначение установки регенерации абсорбента состоит в получении необходимой концентрации регенерированного гликоля, которая при выбранной величине его подачи в абсорбер обеспечивает требуемое качество осушки газа. На установках регенерации, находящихся в эксплуатации возможный диапазон регулирования концентрации регенерированного гликоля составляет 0,8-1,0 % и полностью определяется параметрами работы испарителя: давлением, температурой. Некоторые отклонения в концентрации от расчетной наблюдаются лишь при загрязнении гликоля солями и продуктами разложения.

Экономичность процесса регенерации определяется объемом отпариваемой в десорбере воды и потерями диэтиленгликоля с дистиллятом верхнего продукта. Если объем отпариваемой воды и затраты тепла на ее отделение практически не зависят от состояния системы регенерации, то потери диэтиленгликоля с отпариваемой водой полностью определяются ее рабочим режимом и исправностью аппаратов. Согласно общим термодинамическим представлениям, состав жидкости и пара наверху десорбера однозначно определяется двумя параметрами: давлением и температурой и совпадает с линией кипения жидкости, находящейся на верхней тарелке. Так если бы на верхней тарелке находилась чистая вода, то давление наверху десорбера было бы равно давлению насыщенных паров воды при температуре верха. При любой другой температуре величина давления могла бы быть найдена по таблицам зависимости давления насыщенных паров воды от температуры. На практике из-за присутствия в воде диэтиленгликоля, имеющего значительно более высокую температуру кипения, температура на верхней тарелке всегда выше, чем рассчитанная для чистой воды. Для снижения потерь гликоля обычно увеличивают количество подаваемого орошения, которое, испаряясь, конденсирует пары, поступающие наверх десорбера, и за счет разбавления снижает концентрацию гликоля в жидкости на верхней тарелке.

При этом увеличение подачи орошения до определенных пределов (до величин флегмового числа 1-1,5) способствует снижению потерь. Дальнейшее увеличение подачи орошения ведет к росту потерь за счет увеличения скорости движения паров в десорбере и межтарельчатого уноса жидкости. Подача чрезмерно большого объема орошения снижает температуру испарителя и концентрацию регенерированного гликоля, повышает тепловую нагрузку на конденсатор - холодильник. При некотором предельном объеме подаваемого орошения может произойти "захлебывание" десорбера. В этом случае поток паров наверху десорбера отсутствует (кипение жидкости на верхней тарелке прекращается), температура верха быстро снижается. Одновременно с этим снижается и температура в испарителе. После этого следует обратный практически неуправляемый процесс: резкое вскипание обводненного гликоля в испарителе, выброс большого объема паров в десорбер с одновременным ростом давления и температуры, появление дистиллята с большим содержанием гликоля. После нескольких колебаний регенерация восстанавливается, при этом обязательно уменьшают объем подаваемого орошения.

Оптимальная подача орошения определяется флегмовым числом 0,4 - 0,6 (отношение объема орошения к объему дистиллята), отклонение от которого ведет к увеличению затрат на регенерацию. При этом давление в системе регенерации повышается, а концентрация регенерированного гликоля снижается. Таким образом, порядок оптимизации технологического режима работающей установки регенерации заключается в следующем:

- регулированием задвижки на работающем вакуум-насосе Н-306 устанавливается давление в испарителе разряжение -0,04- -0,05 МПа;

- регулированием подачи и давления водяного пара устанавливается температура в испарителе И-301, равная 160-164 ^оС;

- после стабилизации режима работы десорбера давление в испарителе постепенно снижается до - 0,06-0,08 МПа; в зависимости от требуемой концентрации регенерированного гликоля;

- корректировкой подачи орошения устанавливается флегмовое число, равным 0,4-0,6, ввиду отсутствия расходомера для измерения количества отводимого дистиллята необходимо пользоваться его ориентировочной величиной, полученной по результатам исследований, равной 600-800 кг/ч. Тогда количество подаваемого орошения должно быть равно 300-400 кг/ч (35-40 % от общего количества образующегося дистиллята).

При больших потерях ДЭГа с дистиллятом, превышающих 0,5-0,6 % масс, флегмовое число увеличивают до 0,8-1,0. Если такая мера не дает желаемых результатов, то необходимо выполнить ревизию внутренних устройств десорбера. Часто отказы работы установки регенерации происходят из-за "срыва струи" на горячем насосе Н-304, причиной которого является вскипание регенерированного гликоля во всасывающем патрубке и подсос воздуха через сальники насосов и задвижек, неплотности во всасывающем коллекторе и трубопроводах, что приводит к окислению ДЭГа, износу оборудования. Эти отказы диагностируются при переводе установки регенерации в атмосферный режим и внешнем осмотре. В этом случае регулировку режима ведут на минимально возможном давлении в десорбере, при котором сохраняется устойчивость работы горячих насосов, а возникающее при этом снижение концентрации регенерированного гликоля компенсируют увеличением его подачи в абсорберы.

Температура подаваемого наверх десорбера орошения обычно не имеет большого значения, т.к. отвод тепла осуществляется за счет его испарения, теплота которого на порядок выше теплосъема за счет нагрева орошения до температуры верхней тарелки. Однако, с повышением температуры в рефлюксной емкости одновременно возрастает температура отсасываемых вакуум-насосом газов и паров. При этом давление в системе регенерации повышается, а концентрация регенерированного гликоля снижается.