Читайте также:
|
Цель работы – выполнить моделирование схемы осушки газа с помощью триэтиленгликоля.
Этиленгликоли, в частности, триэтиленгликоль (ТЭГ), применяются для глубокой осушки газовых потоков (арктические условия, криогенные процессы).
В данной работе с помощью HYSYS моделируется типичная схема осушки ТЭГом и регенерация последнего. Поток влажного газа поступает в абсорбер, где он контактирует со свежим раствором ТЭГ и осушается до содержания воды не более 1% мас. Абсорбер имеет 14 теоретических тарелок. Обводненный ТЭГ из абсорбера нагревается до 105 °С горячим потоком раствора ТЭГ из регенератора и подается в отпарную колонну на регенерацию. Регенератор представляет собой колонну с тремя теоретическими тарелками, включая дефлегматор и кипятильник. Регенерированный поток ТЭГ (99% мас.) охлаждается и вновь подается на верхнюю тарелку абсорбционной колонны.
Поскольку рассматриваемая схема содержит рецикл (регенерированный ТЭГ возвращается в абсорбер), необходимо до начала расчета задать параметры рециркулирующего потока (Свежий ТЭГ), которые затем будут пересчитаны системой.
Приведенный ниже состав природного газа указан без учета воды. Для того, чтобы получить влажный (насыщенный) газ, смешаем потоки Сырье и Вода, отделим свободную воду и направим в абсорбер поток влажного газа.
Начало расчета
Таблица 13
| Имя | Сырье |
| Температура (°С) | 30,0 |
| Давление (кг/см2) | 63,0 |
| Мольный расход (кмоль/час) | 500,0 |
| N2, мольные доли | 0,0010 |
| CO2, мольные доли | 0,0284 |
| H2S, мольные доли | 0,0155 |
| Метан, мольные доли | 0,8989 |
| Этан, мольные доли | 0,0310 |
| Пропан, мольные доли | 0,0148 |
| Изобутан, мольные доли | 0,0059 |
| Бутан, мольные доли | 0,0030 |
| Изопентан, мольные доли | 0,0010 |
| Пентан, мольные доли | 0,0005 |
Для расчета мы используем уравнение состояния Пенга-Робинсона и систему единиц SI. Состав и условия потоков природного газа и свежего ТЭГ(начальное приближение) приведены в таблицах.
Таблица 14
| Имя | Вода |
| Температура (°С) | 30,0 |
| Давление (кг/см2) | 63,0 |
| Мольный расход (кмоль/час) | 0,5 |
| Н2О, массовые доли | 1,0 |
Таблица 15
| Смеситель – Сатуратор | ||
| Закладка, Страница | Поле | Значение |
| Данные, Соединения | Вход Выход | Сырье, Вода Газ+Н2О |
| Данные, Параметры | Давления потоков | Равно во всех потоках |
Установите Сатуратор - операция смеситель. Расход воды можно задать в широком диапазоне, важно, чтобы доля пара в смешанном потоке была меньше 1. В этом случае газ, покидающий сепаратор, будет насыщен водой.
Затем установите Скрубер - операция сепаратор.
Таблица 16
| Сепаратор – Скрубер | ||
| Закладка, Страница | Поле | Значение |
| Данные, Соединения | Питание Пар Жидкость | Газ + H2O Газ в абсорбер Уходящая вода |
| Данные, Параметры | DP |
Добавьте новый поток – Свежий ТЭГ.
Таблица 17
| Имя | Свежий ТЭГ |
| Температура (°С) | 50,0000 |
| Давление (кг/см2) | 63,0000 |
| Станд.расход ид.жидк. (м3/час) | 0,5000 |
| ТЭГ, массовые доли | 0,9900 |
| Н2О, массовые доли | 0,0100 |
Чтобы установить абсорбер К-100 (рис.28), нажмите соответствующею кнопку в кассе объектов. Абсорбер содержит 14 теоретических тарелок. КПД тарелок со 2 по 13 принят равным 0,5. Для первой и последней тарелки КПД принимается равным 1,0, поскольку продукты должны отбираться с равновесных тарелок.
Таблица 18
| Колонна - К-100 | ||
| Закладка, Страница | Поле | Значение |
| Соединения | Число тарелок | |
| Питание (тарелка) | Свежий ТЭГ (1) Газ в абсорбер (14) | |
| Пар сверху | Сухой газ | |
| Кубовая жидкость | Обводненный ТЭГ | |
| Давление | 1 тарелка | 63,00 кг/см2 |
| 14 тарелка | 63,00 кг/см2 | |
| Параметры, КПД | Тарелки 1,14 | 1,0 |
| Тарелки 1-13 | 0,5 |
Чтобы провести расчет колонны нажмите кнопку Пуск. Поток обводненного ТЭГ проходит через дроссель.
Таблица 19
| Клапан - Дроссель | |
| Поле | Значение |
| Вход | Обводненный ТЭГ |
| Выход | ТЭГ низк.давл. |
Таблица 20
| Теплообменник - Т-100 | ||
| Закладка, Страница | Поле | Значение |
| Данные, Соединения | Вход в корпус | ТЭГ низк.давл. |
| Вход в трубки | Куб регенератора | |
| Выход из корпуса | Сырье регенератора | |
| Выход из трубок | ТЭГ из Т-100 | |
| Данные, Параметры | DP трубок | 0,01 кг/см2 |
| DP корпуса | 0,7 кг/см2 |
Следующая операция, которую нужно установить, это теплообменник Т-100. Задайте температуру и давление в потоке Сырье регенератора 105 °С и 1,1 кг/см2.
Регенератор моделируется как ректификационная колонна с одной теоретической тарелкой (рис.29).
Таблица 21
| Ректификационная колонна – Регенератор | ||
| Закладка, Страница | Поле | Значение |
| Соединения | Число тарелок | |
| Питание | Сырье конденсатора | |
| Тип конденсатора | Полная флегма | |
| Пар сверху | Газ из регенератора | |
| Кубовая жидкость | Куб регенератора | |
| Давление | Конденсатор | 1,03 кг/см2 |
| Данные, Соединения | DP конденсатора | 0,02 кг/см2 |
Для колонн такого типа две спецификации должны быть активными. По умолчанию это Флегмовое число и Расход пара. Мы будем считать колонну на другие спецификации – температура в конденсаторе и температура в кипятильнике. Добавьте новые спецификации и назначьте их активными.
Таблица 22
| Регенератор, Спецификации | ||
| Тип спецификации | Поле | Значение |
| Температура (Column Temperature) | Имя | Температура конденсатора |
| Тарелка | Конденсатор | |
| Задано | 102°С | |
| Температура (Column Temperature) | Имя | Температура ребойлера |
| Тарелка | Ребойлер | |
| Задано | 205°С |
На закладке Параметры, страница Дополнительные измените метод расчета на Modified HYSIM Inside-Out. Нажмите кнопку Пуск для запуска колонны на счет.
Небольшие количества ТЭГ теряются в схеме, поэтому необходимо предусмотреть подпитку ТЭГ. Сначала заведите поток Подпитка ТЭГ, а затем установите Смеситель.
Таблица 23
| Имя | Подпитка ТЭГ |
| Температура [°С] | 15,0000 |
| ТЭГ, мол.доля | 0,9900 |
| H2O, мол.доля | 0,0100 |
Таблица 24
| Смеситель – Смеситель | |
| Поле | Значение |
| Вход | ТЭГ из Т-100 |
| Подпитка ТЭГ | |
| Выход | ТЭГ на насос |
| Давление | Равно во всех потоках |
Таблица 25
| Насос – Насос | ||
| Закладка, Страница | Поле | Значение |
| Данные, Соединения | Вход | ТЭГ на насос |
| Выход | ТЭГ после насоса | |
| Энерг. поток | Нагр.насоса |
Задайте объемный расход потока ТЭГ на насос равный 0,45 м3/час. Задайте давление на выходе из насоса (поток ТЭГ после насоса) равное 67,7 кг/см2.
Теперь установите теплообменник Т-101. В этом теплообменнике ТЭГ охлаждается до 50°С.
Таблица 26
| Теплообменник – Т-101 | ||
| Закладка, Страница | Поле | Значение |
| Данные, Соединения | Вход в трубки | ТЭГ после насоса |
| выход из трубок | ТЭГ на рецикл | |
| Вход в корпус | Сухой газ | |
| Выход из корпуса | Нагретый газ | |
| Данные, | DР трубок | 0,7 кг/см2 |
| Параметры | DР корпуса | 0,35 кг/см2 |
Чтобы завершить моделирование схемы, добавьте операцию Рецикл.
Таблица 27
| Рецикл – Рецикл | ||
| Закладка | Поле | Значение |
| Соединения | Вход | ТЭГ на рецикл |
| Выход | Свежий ТЭГ |
Убедитесь, что поток ТЭГ на рецикл рассчитан. Рассчитанные значения из этого потока будут переданы в поток Свежий ТЭГ. Поскольку концентрация ТЭГ в этих потоках высокая, нужно увеличить точность расчета рецикла, особенно по составу. Измените точность расчета рецикла, как показано ниже. Для этого перейдите на страницу Точность закладки Переменные специализированного окна рецикла.
Дата добавления: 2015-07-20; просмотров: 240 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
| Использование утилит для специальных расчетов | | | МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПРОИЗВОДСТВА ЦИКЛОГЕКСАНА |