Засіб для осушування газоподібних середовищ

Реферат: Засіб для осушування газоподібних середовищ містить розчинну гігроскопічну речовину. Як розчинну гігроскопічну речовину він містить бішофіт. UA 87721 U (54) ЗАСІБ ДЛЯ ОСУШУВАННЯ ГАЗОПОДІБНИХ СЕРЕДОВИЩ UA 87721 U UA 87721 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до засобів для осушування газу шляхом поглинання вологи, що міститься в ньому, та може бути використана в газовій, нафтовій і хімічній промисловості. Крім того, заявлений засіб може застосовуватись для осушування повітря, газоповітряних сумішей, для боротьби з вологою в промислових, складських та жилих приміщеннях і т. п. Найбільш широке застосування корисна модель може знайти при осушенні природного газу перед транспортуванням його по трубопроводах. Природний газ містить водяну пару, яка при певних умовах викликає утворення гідратів вуглеводневих газів, які осідають в технологічному обладнанні та на стінках газопроводів, що спричиняє звуження поперечного перерізу газопроводу і може викликати перебої в подачі газу. В даний час на газових родовищах застосовуються декілька технологій осушування газу: - адсорбційне осушення; - низькотемпературне осушення; - осушення із застосуванням гліколевих осушувачів; - осушення розчинними гігроскопічними солями (солями земельних та лужноземельних металів). Реалізація адсорбційного та низькотемпературного осушення пов'язана з високими затратами та має складну технологічну схему її проведення. Використання гліколевого осушувача дозволяє максимально знизити точку роси (температура, при якій повітря досягає стану насиченості при даному вмісті водяної пари) і запобігти тим самим виникненню гідратів газопроводах. Проте, для даної технології характерні високі витрати на обслуговування та експлуатацію устаткування для гліколевого осушення газу та існує велика вірогідність забруднення навколишнього природного середовища органічними сполуками. Технологія осушення розчинними гігроскопічними солями базується на властивостях цих солей чи їх розчинів поглинати вологу із газу. Вона не потребує складної технологічної схеми процесу осушування та відносно безпечна з точки зору екології. Обладнання, яке застосовують в даній технології, не має рухомих частин, працює без зовнішнього джерела енергій, що робить дану технологію ідеальною для віддалених об'єктів. В залежності від умов експлуатації апарата осушування зазначені солі можуть використовуватись у вигляді розчину, таблеток чи гранул. Апарат для осушення газу солями у вигляді гранул чи таблеток виконаний у вигляді ємності, всередині якої розміщена сітка. Газ надходить до апарата знизу і підіймається до сітки, на якій розташований шар гранул чи таблеток. Під час контакту з вологим газом гранули чи таблетки поглинають вологу і поступово розчиняються, утворюючи розсіл, який стікає у відстійник на дно ємності. Розсіл також має деяку властивість поглинати вологу та, рухаючись назустріч потоку газу, видаляє частину вологи із нього. Відомо використання хлориду кальцію для осушування природного газу (патент США № 2804940, опуб. 03.09.1957 p.). Хлорид кальцію є досить дешевим та доступним хімікатом. Проте, його властивість поглинати вологу із природного газу у великій мірі залежить від температури та тиску газу, а також від відносної вологості газу в апараті. Так, щоб отримати на виході із апарата 2 газ з точкою роси - 15° С і тиском 5,3 кгс/см , температура газу на вході має бути не вище 2° С, тобто для отримання потрібної точки роси необхідно або піднімати тиск в газопроводі, або охолоджувати газ, що пов'язано з додатковими витратами. Хлорид кальцію здатний поглинати вологу тільки при відносній вологості газу в апараті не нижче 29 %. Відомо використання хлориду літію для осушування природного газу (Материалы ЕРА (США) "Опыт применения. Замена гликолевого осушителя сиккативным" опубліковано http://www.epa.gov/gasstar/documents/russian/desdehydrators(rus).pdf). Хлорид літію краще за хлорид кальцію поглинає вологу. Так, газ з точкою роси на виході із апарату - 15° С і тиском 5,3 2 кгс/см можна отримати при температурі газу на вході 16° С (з хлоридом кальцію при 2° С). Хлорид літію може поглинати вологу при досить низькій відносній вологості газу (12 %). Однак хлорид літію досить дорогий хімікат і використання його в процесі осушування газу є нерентабельний. Довідково: по даних фірми "Van Air Systems", ціна кілограму таблеток сильно коливається в залежності від композиції. Якщо кілограм таблеток на основі хлориду кальцію коштує 2,5 долари США, то при використанні композиції з хлоридом літію ціна за кілограм таблеток збільшується до 42,5 доларів США. Найближчим аналогом до корисної моделі, що заявляється, є засіб для осушування газу, який містить хлорид кальцію (патент США US № 2804940, опуб. 03.09.1957 p.). Хлорид кальцію є дешевим та доступним хімікатом. Проте, хлорид кальцію перестає поглинати вологу із газу, якщо відносна вологість в апараті нижче 29 %, а це значить, що отримати потрібну точку роси, 2 наприклад - 14° С при тиску 4-6 кгс/см та температурі газу на вході в апарат вище 2-4° С неможливо. Газ виходить із апарата досить вологий і потребує додаткового осушення. На 1 UA 87721 U 5 10 15 20 25 практиці хлорид кальцію найчастіше застосовують на першій стадії багатоступеневого осушення. Крім того, хлорид кальцію та його розчини можуть викликати корозію обладнання, тому апарати для осушення газу мають бути виготовлені із корозієстійких металів, що призводить до збільшення витрат. В основу корисної моделі поставлена задача розробки нового дешевого та ефективного засобу для осушування газу з низькою корозійною активністю. Поставлена задача вирішується тим, що у відомому засобі для осушування газоподібних середовищ, яке містить розчинну гігроскопічну речовину, у відповідності до корисної моделі, що заявляється, як розчинна гігроскопічна речовина вводиться бішофіт. Бішофіт, як і хлорид кальцію, є гігроскопічною та розчинною речовиною. Розчинність бішофіту значно перевищує розчинність хлориду кальцію та наближена до розчинності сполук літію. Крім того, бішофіт характеризується низькою корозійною активністю, яка не перевищує корозійної активності водопровідної води. Засіб для осушування газоподібних середовищ може бути виготовлений як із 100 % бішофіту, так із суміші бішофіту з іншими розчинними гігроскопічними речовинами, зокрема, з солями лужних та лужноземельних металів, переважно з хлоридами та бромідами. Засіб для осушування газоподібних середовищ може бути виконаний як у вигляді розчину (для апаратів спеціальних конструкцій), так і у вигляді гранул, пресованих чи литих формах (таблетки). Наступний приклад ілюструє сутність корисної моделі, що заявляється. Приклад Виготовлені шляхом пресування три партії таблеток з різними композиційними складами вагою 10 грамів та випробувані на властивість вологопоглинання по відомій методиці. Результати випробувань представлені в таблиці. Композиційний склад Хлорид кальцію 100 % (найближчий аналог) Хлорид кальцію 90 %, бішофіт 10 % Хлорид літію 90 %, бішофіт 10 % 30 35 40 45 Час повного розчинення таблетки, (години) Кількість поглиненої вологи Кількість отриманого розсолу, (грами) Концентрація отриманого розсолу (%) Розчинність композиційного складу, (г/100 г води) 593 7,3 17,3 57 74 452 11,2 21,2 47 113 333 13,4 23,4 42 112,8 З даних, наведених в таблиці, можна зробити висновок, що максимальні показники поглинальної здатності демонструє композиція, до складу якої входить бішофіт. Композиція, яка взята за найближчий аналог і містить хлорид кальцію, поглинає найменшу кількість вологи серед зазначених складів, а також концентрація її розсолу вище, ніж в інших, а це може викликати кристалізацію розсолу, яка приведе до закупорки дренажної системи апарата. Використання композиції з хлоридом літію може дати хороший результат, але зважаючи на досить високу ціну на літій, це може бути дуже затратним процесом. Таким чином, вказані оптимальні якісні і кількісні параметри композиційного складу з бішофітом та хлоридом кальцію, дозволяють вирішити поставлену у корисній моделі задачу. Виходячи з економічних міркувань доцільно використовувати композицію із сполук хлориду кальцію та бішофіту із введенням технологічних та функціональних добавок. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 1. Засіб для осушування газоподібних середовищ, що містить розчинну гігроскопічну речовину, який відрізняється тим, що як розчинну гігроскопічну речовину він містить бішофіт. 2. Засіб для осушування газоподібних середовищ за п. 1, який відрізняється тим, що частка бішофіту в ньому складає 1-99 %, а все інше становлять розчинні неорганічні солі. 2 UA 87721 U 5 3. Засіб для осушування газоподібних середовищ за пп. 1, 2, який відрізняється тим, що як розчинну неорганічну сіль він містить хлористий кальцій. 4. Засіб для осушування газоподібних середовищ за п. 1, який відрізняється тим, що він виконаний у вигляді розчину. 5. Засіб для осушування газоподібних середовищ за п. 1, який відрізняється тим, що він виконаний у вигляді гранул чи таблеток. Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3