5.3.3. Технологический режим стадий десорбции и охлаждения

Десорбцию и охлаждение адсорбента обычно проводят при давлениях, равных давлению стадии адсорбции. Это связано с тем, что давление практически не оказывает никакого влияния на процессы десорбции и охлаждения (далее эти процессы называются регенерацией адсорбента), а частая смена давлений в адсорбере вызывает механическое разрушение адсорбента.

Основное влияние на степень регенерации адсорбента оказывает температура. Для силикагелей и диоксида алюминия нормальная температура нагрева составляет 175-200 ⁰С. В случае осушки газов, содержащих С₅₊, допустим нагрев до 230-250 ⁰С, но это быстро снижает адсорбционную активность адсорбентов из-за дезактивации поверхности, разрушения структуры вследствие явлений спекания и перекристаллизации. Для цеолитов температура нагрева должна быть не менее 300 ⁰С, и регенерация должна производиться осушенным газом, поскольку при регенерации влажным газом в адсорбенте остается остаточная влага, снижающая полноту осушки в цикле адсорбции.

Теплота регенерации расходуется на нагрев аппарата и слоя адсорбента до температуры десорбции, испарение поглощенных компонентов и потери в окружающую среду, составляющие обычно 3-5 %. Скорость нагрева адсорбента на установках осушки газа на основании практических данных должна составлять не более 60 ⁰С в час. Период нагрева составляет 5/8 периода адсорбции. Температура регенерационного газа, выходящего из адсорбента в стадии нагрева, постепенно повышается. Окончание процесса десорбции фиксируется прекращением повышения его температуры. Поток горячего газа при десорбции рекомендуется подавать в направлении, противоположном движению газа при адсорбции тощих газов. При этом слои адсорбента, через которые проходит газ перед выходом из адсорбера, оказываются наиболее глубоко регенерированными, поскольку при десорбции они нагреваются до максимальной температуры процесса. При адсорбционной осушке газов, содержащих значительные количества С₅₊, склонных к коксованию и адсорбирующихся на выходе из слоя адсорбента, направление горячего потока регенерационного газа должно совпадать с направлением осушаемого газа. Это предотвращает перегрев выходного слоя и коксование углеводородов.

После периода десорбции слой адсорбента подвергается охлаждению. Период охлаждения занимает 3/8 периода адсорбции. Газ на охлаждение подается в том же направлении, что и при осушке, это позволяет сохранить наибольшую поглотительную способность выходного слоя адсорбента. Охлаждение считается законченным, если температура охлаждающего газа на выходе превышает температуру осушаемого газа на 20-30 ⁰С.

Общий объем регенерационного газа зависит от количества поглощенной влаги, но обычно он не превышает 15 % объема осушаемого газа [17].

5.3.4. Влияние физико-химических характеристик осушаемого газа на процессы адсорбции и регенерации

Основными физико-химическими характеристиками осушаемого газа, влияющими на процесс адсорбционной осушки, являются состав, влажность и наличие примесей. Они определяют выбор типа адсорбента и технологические параметры регенерации.

Присутствие в газе углеводородных компонентов тяжелее бутанов требует более высоких температур регенерации адсорбента, снижает его поглотительную способность по воде и сокращает срок службы адсорбента. Газ перед осушкой должен быть тщательно отсепарирован.

Масла, соли, ингибиторы гидратообразования и коррозии, механические примеси загрязняют адсорбент и требуют специальных мероприятий для предотвращения их попадания в слой адсорбента. Для осушки газов, содержащих кислые компоненты, наиболее надежен цеолит.