DK169310B1

DK169310B1 - Apparat og fremgangsmåde til at bringe kontakt mellem gas og væske

Info

Publication number: DK169310B1
Application number: DK027387A
Authority: DK
Inventors: Gerardus Asmus; Suenson Martin Maersk; Anton Matthijs Danckaarts
Original assignee: Shell Int Research
Priority date: 1986-01-21
Filing date: 1987-01-19
Publication date: 1994-10-10
Also published as: AU6766787A; CN87100187A; ZA87346B; JPS62171702A; EP0232925A3; GB8601359D0; EP0232925A2; NZ218985A; IN168749B; US4752307A; MY100490A; AU585118B2; NO167362B; DE3779669D1; JPH0757282B2; KR870006925A; EP0232925B1; DK27387A; DE3779669T2; NO870222L

Description

i DK 169310 B1

Den foreliggende opfindelse angår et apparat, hvori en gas og en væske bringes i kontakt med hinanden, og omfattende en beholder med indløb og udløb for medierne.

Kendt teknik består i en beholder fyldt med kontak-5 teringsmateriale, hvori gassen og væsken under normal drift i medstrøm føres gennem beholderen til opnåelse af en intensiv kontakt mellem gas og væske.

Formålet med den foreliggende opfindelse er at tilvejebringe et apparat, hvori en gas og en væske bringes i kon-10 takt med hinanden ved modstrøm af gas og væske gennem beholderen .

Til dette formål omfatter apparatet, hvori gas og væske bringes i kontakt med hinanden, en beholder med indløb og udløb for medierne, og er ifølge opfindelsenejendaimelig ved 15 at omfatte mindst en vandret bakke med kontakteringsorganer, der omfatter et ved enderne åbent rør, i hvilket kontakteringsma-teriale er placeret, og i hvilket der findes hvirvelfrembringen-de midler over kontakteringsmaterialet, samt en første forbindelseskanal, der tillader mediumsforbindelse mellem rummet 20 over den vandrette bakke og det indre af røret under kontak-teringsorganerne og et andet sæt forbindelseskanaler, der tillader mediumsforbindelse mellem det indre af det lodrette rør over de hvirvelfrembringende midler og rummet under den vandrette bakke.

25 Opfindelsen angår endvidere en fremgangsmåde til op nåelse af kontakt mellem en gas og en væske.

Fremgangsmåden til at bringe gas og væske i kontakt med hinanden i en beholder er ifølge opfindelsen ejendommelig ved, at der i beholderen er en vandret bakke med kontak-30 teringsorganer, at en gas indføres i beholderen under den vandrette bakke, at en væske indføres i beholderen over den vandrette bakke, at væsken føres fra over den vandrette bakke til det indre af det åbne lodrette rør hørende til kon-takteringsorganerne under kontakteringsmaterialet i det lod-35 rette rør, at væsken og gassen føres opefter gennem konserveringsmaterialet, at væsken og gassen via de hvirvelfrembringende midler placeret i det lodrette rør til separering af væske og gas, at væsken føres fra den øverste del af det lod- 2 DK 169310 B1 rette rør til under den vandrette bakke, og at gassen udtages fra over den vandrette bakke og væsken fra beholderen under den vandrette bakke.

Opfindelsen angår tillige en anvendelse af ovennævnte 5 fremgangsmåde til fjernelse af H2S fra en H2S-holdig gasblanding.

For at opnå en generel modstrønskcntaktering af væske og gas i beholderen kan denne ifølge opfindelsen omfatte to eller flere med aksialt mellemrum placerede, vandrette bakker. 10 Opfindelsen skal i det følgende beskrives nærmere ved hjælp af et på'tegningen vist udførelseseksempel.

På tegningen viser:

Fig. 1 apparatet ifølge opfindelsen til udøvelse af fremgangsmåden ifølge opfindelsen, og 15 fig. 2 viser en detalje II ifølge fig. 1 i i forhold til fig. 1 forøget skala.

Apparatet omfatter en normalt lodret beholder 1 med mediumindløb i form af et gasindløb 2 placeret ved den ne-derste del af beholderen og et væskeindløb 4 placeret ved den 20 øverste del af beholderen 1, samt mediumafgangsorganer i form af en gasafgang 5 placeret ved beholderens 1 øverste del og en væskeafgang 7 placeret ved den nederste del af beholderen 1.

Apparatet omfatter endvidere en øvre vandret bakke 9 og en nedre vandret bakke 10 placeret i beholderen og båret ved hjælp af understøtninger (ikke vist), som er forbundet med beholderens 1 vægge.

Den øvre vandrette bakke 9 er forsynet med kontakte-ringsorganer 13 og 14 og den nedre vandrette bakke 10 med o η kontakteringsorganer 16 og 17. Hvert sæt kontakteringsorga-ner 13,14,16 og 17 omfatter et ved begge ender åbent rør 19, i hvilket der er placeret kontakteringsmateriale 22 og i hvilket der over kontakteringsmaterialet er placeret hvirvelf rembringende nidler 25. Kontakteringsorganerne 13,14,16 35 og 17 omfatter endvidere en første forbindelseskanal i form af et rør 26 mellem rummet over den vandrette bakke 9 eller 10 og det indre af det lodrette rør 19 under kontak- DK 169310 B1 3 teringsmaterialet 22, samt en anden forbindelseskanal i form af et ringformet mellemrum 27 mellem ydersiden af væggen på det lodrette rør 19 og den indvendige side af væggen på et rør 30, placeret udvendigt omkring det lodrette rør 19. En 5 spalte 31 (se fig. 2) tilvejebringer mediumsforbindelse mellem den øvre ende af det ringformede mellemrum 27 og det indre af det lodrette rør 19 over de hvirvelfrembringende midler 25, og ved den nederste ende af det ringformede mellemrum 27 er der en udløbsåbning 32 under den vandrette bakke.

10 Under normal drift indføres gas kontinuerligt i behol deren 1 gennem gasindløbet 2 placeret under den vandrette bakke 10, og den strømmer opefter gennem beholderen via det lodrette rør 19 af kontakteringsorganerne 16 og 17 hørende til den nedre vandrette bakke 10 og via de lodrette rør 19 15 på kontakteringsorganerne 13 og 14 hørende til den øvre vandrette bakke 9. Gassen afgår fra beholderen gennem gasafgangen 5 placeret over den øvre vandrette bakke 9. Samtidig indføres væske kontinuerligt i beholderen 1 gennem væskeindløbet 4 placeret over den øvre vandrette bakke 9. På den øvre vandrette 20 bakke 9 opsamles væsken, indtil væskeniveuaet på den øvre vandrette bakke 9 når til indløbsåbningerne på rørene 26 tilhørende kontakteringsorganerne 13 eller 14, hvorefter væske strømmer gennem rørene 26 ind i de lodrette rør 19 førende til kontakteringsorganerne 13 og 14 under kontakteringsmateria-25 let 22 placeret i disse lodrette rør 19. I hvert af kontakteringsorganerne 13 og 14 tvinger den opefter rettede gasstrømning væsken til at passere sammen med gassen kontakterings-materialet 22, hvor gas og væske kommer i intens kontakt i en medstrøm. Derefter passerer blandingen af gas og væske 30 de hvirvelfrembringende midler 25 placeret ovenfor eller i strømningsretningen nedenfor kontakteringsmaterialet 22, hvor gas og væske adskilles. Gassen afgår ved den øverste ende af det lodrette rør 19 og passerer til gasafgangen 5 placeret over den øvre bakke 9, og væsken strømmer langs 35 den indvendige side af væggen på det lodrette rør 19 over de hvirvelfrembringende midler 25 gennem spalten 31 til det ringformede mellemrum 27, gennem hvilket væsken strømmer DK 169310 B1 4 nedefter.

Væske, som forlader det ringformede mellemrum 27 gennem åbningen 32 hørende til kontakteringsorganerne 13 og 14 opsamles på den nedre vandrette bakke 10, indtil væskeniveauet 5 på den nedre vandrette bakke 10 når indløbs åbningerne på rørene 26 hørende til kontakteringsorganerne 16 og 17, hvorefter væsken strømmer gennem rørene 26 til de lodrette rør 19 hørende til kontakteringsorganerne 16 og 17 under kontakterings-materialet 22 placeret i disse lodrette rør 19. I hvert kon-10 takteringsorgan 16 og 17 tvinger den opefter rettede gasstrømning til at passere med gassen gennem kontakteringsmaterialet 22, hvor gas og væske blandes intenst i medstrøm. Derefter passerer blandingen af gas og væske igennem de hvirvelfrem-bringende midler 25 placeret ovenfor eller i strømningsret-15 ningen nedenfor kontakteringsmaterialet 22, hvor gas og væsek separeres. Gassen afgår fra de øvre ender af de lodrette rør 19 hørende til kontakteringsorganerne 16 og 17 og strømmer ind i de nedre ender af de lodrette rør 19 hørende til kontakteringsorganerne 13 og 14, og væsken strømmer langs de indven-20 dige sider af væggene på de lodrette rør 19 ovenfor de hvir-velfrembringende midler 25 gennem spalterne 31 til de ringformede mellemrum 27, gennem hvilke den strømmer nedefter.

Væske, som forlader de ringformede mellemrum 27 hørende til kontakteringsorganerne 16 og 17, afgår fra beholderen 25 1 gennem væskeafgangen 7 placeret i den nederste del af be holderen 1 under den nedre vandrette bakke 10.

Apparatet ifølge den foreliggende opfindelse muliggør modstrøm mellem gas og væske gennem beholderen, medens gas og væske strømmer i medstrøm kontakteringsmaterialet, som 30 tillader høje gashastigheder. Som følge heraf kan der opnås en kort kontakteringstid.

Apparatet kan anvendes til fjernelse af sure komponenter, såsom svovlbrinte, kuldioxyd og karbonylsulfid fra en gasblanding ved at bringe gasblandingen i kontakt med en mager 35 absorbent, fx en vandig opløsning af en amin. Som følge af den korte kon takteringstid kan apparatet ifølge opfindelsen DK 169310 B1 5 anvendes til selektiv fjernelse af H2S fra en gasblanding indeholdende H^S og C02 ved hjælp af en væskeformet absorbent omfattende en tertiær amin eller en tertiær alkanolamin og, om nødvendigt, en fysisk absorbent.

5 Sur eller syrlig gas indeholdende H2S og CO^ indføres i beholderen 1 gennem indløbet 2. En mager væske og regene-rerbar absorbent omfattende en vandig opløsning af en tertiær alkanolamin indføres i beholderen gennem indløbet 5.

Den sure gas passeres opefter gennem beholderen 1 via de lod-10 rette rør 19 på kontakteringsorganerne 16 og 17 og de vertikale rør 19 på kontakteringsorganerne 13 og 14. Den magre absorbent opsamles på den øvre bakke 9 og passerer gennem rørene 26 til de lodrette rør 19 hørende til kontakteringsorganerne 13 og 14 under kontakteringsmaterialet 22 i de lodrette rør 15 19. Solvent og gas passerer i medstrøm gennem kontakterings materialet 22, således at H2S fjernes fra gassen til opnåelse af en renset gas og en delvis belastet solvent. Derefter passerer delvis belastet solventabsorber og renset gas via de hvirvelfremkaldende midler 25 placeret i de lodrette rør 19 20 over kontakteringsmaterialet 22, hvor delvis belastet solvent separeres fra den rensede gas. Den rensede gas afgår fra beholderen 1 gennem gasafgange 5 placeret over den øvre vandrette bakke 9.

Delvis belastet absorbent føres til området under den 25 øvre vandrette bakke 9 og opsamles på den nedre vandrette bakke 10. Delvis belastet absorbent føres gennem røret 26 til de lodrette rør 19 hørende til kontakteringsorganerne 16 og 17 under kontakteringsmaterialet 22 placeret i de lodrette rør. Delvis belastet absorbent og sur gas føres i med-30 strøm gennem kontakteringsmaterialet 22, således at H2S

fjernes fra den sure gas til opnåelse af en delvis renset gas og en belastet absorbent. Derefter passerer blandingen via hvirvelfrembringende midler 25 placeret over kontakerings-materialet 22, hvor belastet solvent adskilles fra den del-35 vis rensede gas. Delvis renset gas renses yderligere i kontakteringsorganerne 13 og 14 placeret i den øvre, vandrette bakke 9 og belastet absorbent føres til området under den nedre vandrette bakke 10 og fjernes fra beholderen igennem 6 DK 169310 B1 væskeafgangen 7. Den belastede absorbent føres til en regenerator (ikke vist), hvor de absorberede sure komponenter fjernes fra solventen til frembringelse af en mager solvent/ som føres til indløbet 5.

5 Apparatet kan yderligere anvendes destillation, fx de stillation af råolie, hvor en blanding af gasformige og flydende hydrokarboner indføres i beholderen 1 gennem indløbet 2. De gasformige hydrokarboner vil strømme opefter gennem é beholderen 1, hvorved en del af disse hydrokarboner vil kon-10 densere på den nedre vandrette bakke 10 og på den øvre vandrette bakke 9 og den resterende del af de gasformige hydrokarboner afgår gennem gasafgangen 5. Flydende hydrokarboner, som findes på den nedre vandrette bakke 10, strømmer gennem rørene 26 ind i de lodrette rør 19 hørende til kontakterings-15 organerne 16 og 17 nedenfor kontakteringsmaterialet 22 placeret i disse. Gasformige hydrokarboner og flydende hydrokarboner bringes i kontakt med kontakteringsmaterialet 22 og adskilles derefter i de hvirvelfrembringende midler 25.

Gasformige hydrokarboner passerer opefter til kon-20 takteringsorganerne 13 og 14 hørende til den øvre, vandrette bakke 9. Væske separeret fra gassen strømmer gennem de ringformede mellemrum 27 nedefter til området under den nedre vandrette bakke 10 og afgår fra beholderen 1 gennem væskeafgangen 7.

25 I kontakteringsorganerne 13 og 14 hørende til den øvre vandrette bakke 9 bringes gasformige hydrokarboner yderligere i kontakt med flydende hydrokarboner, sdpi strømmer gennem rørene 26 fra området over den øvre, vandrette bakke 9,

De fraseparerede gasformige hydrokarboner afgår gennem gas-30 afgangen 5, og de flydende hydrokarboner strømmer gennem det ringformede mellemrim 27 og opsamles på den nedre, vandrette bakke.

Om nødvendigt kan yderligere, flydende hydrokarboner tilføres gennem væskeindløbet 4 og flydende hydrokarboner 33 kan udtages fra de vandrette bakker gennem (ikke viste) udløb.

Den enkleste udførelsesform ifølge opfindelsen er hvor apparatet omfatter en vandret bakke placeret i en behol- DK 169310 B1 7 der og forsynet med kontakteringsorganer. Den vandrette bakke kan omfatte et antal kontakteringsorganer fordelt ud over bakken- For at forbedre apparatets effektivitet kan apparatet yderligere omfatte to eller flere med aksialt mellemrum pla-5 cerede vandrette bakker fx 5 - 30.

Indløbet 2 kan om nødvendigt placeres mellem to vandrette bakker. Endvidere kan væskeindløb placeres mellem to vandrette bakker.

Egnede kontakteringsmaterialer, som kan placeres i et 10 lodret rør i et kontakteringsorgan, vil være kendt for fagmanden som en pakket søjlekonstruktion. Eksempler en tilfældig sammenpakning/ såsom "pall"-ringe eller "raschig"-ringe# og sadler af forskellig type eller en struktureret pasning omfattende* regelmæssigt placerede mønstre eller lag af plade 15 eller netmateriale, strikket tråd eller plastuld, eller andre fibrøse materialer. Egnede hvirvelfrembringende midler er fx hvirvelvinger.

20 25 < 30 .· *.

>' y * 35

Claims

1. Apparat, hvori en gas og en væske bringes i kontakt med hinanden, og omfattende en beholder med indløb og udløb 5 for medierne, ke ndetegnet ved at omfatte mindst en vandret bakke med kontakteringsorganer, der omfatter et ved enderne åbent rør, i hvilket kontak teringsmateriale er placeret, og i hvilket der findes hvirvelfrembringende midler over kontak teringsmateri alet, samt en første forbindelseskanal, der 10 tillader mediumsforbindelse mellem rummet over den vandrette bakke og det indre af røret under kontakteringsorganerne, og et andet sæt forbindelseskanaler, der tillader mediums forbindelse mellem det indre af det lodrette rør over de hvirvelfrembringende midler og rummet under den vandrette bakke.

2. Apparat ifølge krav 1, kendetegnet ved, at hver bakke omfatter et antal kon takteringsorganer.

3. Apparat ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at beholderen omfatter to eller flere vandrette bakker anbragt med aksialt mellemrum.

4. Apparat ifølge krav 1, 2 eller 3, kendete g- ne t ved, at den første forbindelseskanal omfatter i det mindste et rør, som er åbent ved enderne.

5. Apparat ifølge et hvilket som helst af kravene 1-4, kendetegnet ved, at det andet sæt forbindelseskana- 25 ler omfatter et mellemrum mellem den ydre side af det lodrette rørs væg og den indre side af et rør placeret udvendigt omkring det lodrette rør, hvor den øvre ende af mellemrummet er i forbindelse med det indre af det lodrette rør over de turbulens skabende midler og den nedre ende har en udløbs åb- 30 ning under den vandrette bakke.

6. Fremgangsmåde til at bringe en gas ..og en væske i kontakt med hinanden i en beholder, kendétegnet ved, at der i beholderen er en vandret bakke med kontak terings-organer, at en gas indføres i beholderen under den vandrette 35 bakke, at en væske indføres i beholderen over den vandrette bakke, at væsken føres fra over den vandrette bakke til det indre af det åbne, lodrette rør hørende til kontakteringsorganerne under kontakteringsmaterialet i det lodrette rør, DK 169310 B1 at væsken og gassen føres opefter gennem kontakteringsmaterialet, at væsken og gassen passeres via de hvirvelfrembrin-gende midler placeret på det lodrette rør til separering af væske og gas, at væsken føres fra den øverste del af det 5 lodrette rør til under den vandrette bakke, og at gassen udtages fra over den vandrette bakke og væsken fra beholderen under den vandrette bakke.

7. Anvendelse af fremgangsmåden ifølge krav 6 til fjernelse af i^S fra en i^S-indeholdendfe gasblanding. 10 15 20 25 30 35