Автор работы: Пользователь скрыл имя, 19 Ноября 2017 в 19:47, курсовая работа
В газе некоторых месторождений содержатся кислые компоненты: сероводород и углекислый газ, вызывающие сильную коррозию металлов, быстро разрушающую трубопроводы, выполненные из обычной углеродистой стали. Компонентом пластового газа является также насыщенный водяной пар, количество которого выраженное в граммах на 1 м3, определяет влажность газа. В процессе движения газа в пласте к забою скважины, затем по её стволу на поверхность и далее по газосборным трубопроводам на пункты сбора, газ все время охлаждается, во-первых за счет его дросселирования, во-вторых за счет теплоотдачи в стенки труб, поэтому водяной пар в газе конденсируется в водную фазу, которая при попадании в магистральный газопровод ухудшает его гидравлическое состояние и может привести к образованию кристаллогидратов.
Неполярные адсорбенты – активные угли – неспецифически взаимодействуют с разделяемыми компонентами. Но обладают наименьшей активностью, как адсорбенты, т. к. они характеризуются наиболее неоднородной пористостью – диаметр пор от 2 до несколько сот нанометров. Активные угли лучше поглощают пары органических веществ, чем воды, однако с повышением содержания влаги в активных углях их способность поглощать пары органических веществ снижается. Они применяются обычно для рекуперации летучих растворителей. Основной недостаток активных углей – горючесть.
В настоящее время наибольшее применение имеют цеолиты, промышленное производство которых было начато в конце 50-х годов. Цеолиты имеют следующий состав:
M2/nO . Al2O3 . x SiO2 . y H2O
где M – щелочной или щелочноземельный металл (Na, K, Mg, Ca, Ba, Sr), n – валентность металла.
В промышленности выпускают цеолиты различных структурных типов: А (х = 2), Х (х = 2,4¸2,8) и высококремнеземные цеолиты Y (х = 4,8).
Основное преимущество цеолитов – возможность получения цеолитов с упорядоченной кристаллической структурой и заданными размерами пор, приближающимися к размерам молекул, которые должны адсорбироваться в порах (поэтому цеолиты называются молекулярными ситами). Т. е. если в
активированном угле, силикагеле, активированном алюминии размеры пор достаточно велики и в них могут адсорбироваться молекулы разной величины, то в цеолитах адсорбируются только те молекулы, критические диаметры которых меньше эффективных диаметров пор (размеры пор цеолитов от 0,3 до 0,9 нм). Более крупные молекулы не адсорбируются. Таким образом, цеолиты «отсеивают» молекулы разных размеров.
В соответствием с критическими размерами молекул и диаметром окон (0,3 нм) цеолит КА адсорбирует практически только воду; NaА (0,4 нм) – воду, CO2, H2S, NH3, CH3OH, этилен, пропилен, низшие алкадиены и алкины, этан. Цеолиты этих марок – прекрасные осушители газов и жидкостей, а также хорошие поглотители серосодержащих соединений.
Цеолиты – полярные адсорбенты, поэтому адсорбционное разделение веществ на них можно проводить, используя не только разницу в молекулярных размерах, но и различную степень ненасыщенности и полярности. Критический диаметр сильно адсорбируемых полярных молекул углеводородов с двойными и тройными связями может даже несколько превышать диаметр окон.
Химическая промышленность начала выпускать ионообменные смолы, основой которых является стиролбутадиеновый полимер. Ионообменные смолы обладают большой обменной емкостью, избирательностью, химической стойкостью и механической прочностью. Изменением состава активных групп при синтезе ионообменных смол. Можно получить иониты с весьма
разнообразными свойствами
и областями применения. В настоящее
время из-за дороговизны
Синтетические цеолиты по сравнению с аморфными адсорбентами (силикагелем, окисью алюминия) обладают значительными преимуществами:
1) синтетические цеолиты
- это единственные твердые
около 20 мас. % воды по отношению к массе адсорбента. По мере повышения температуры количество воды, поглощаемое силикагелем и окисью алюминия, резко снижается и при температуре около 100-120 0С эти адсорбенты практически не способны поглощать воду. В то же время при этой температуре цеолиты поглощают около 10 мас. %, т. е. влагопоглощение падает всего лишь вдвое.
2) способность поглощать
большие количества воды при
относительно низком
3) цеолиты обладают способностью поглощать полярные молекулы таких веществ, как сероводород, меркаптаны, углекислый газ и др. Таким образом, процесс осушки газа может быть осуществлен одновременно с очисткой от кислых компонентов на одной адсорбционной установке.
Т. е. цеолиты превосходят другие виды адсорбентов в 3 раза по осушающей способности и долговечности.
Полный цикл процесса осушки газа твердыми поглотителями состоит из трех последовательных стадий:
часов);
Продолжительность стадий процесса зависит от числа адсорберов в технологической установке, абсолютного влагосодержания газа, требуемой осушки газа.
Альтернативным существующим методам является мембранный метод осушки природного газа. Пары воды проникают через ацетатцеллюлозную
мембрану со скоростью
в 500 раз большей, чем метан. Такая
селективность для паров воды
делает мембранные системы
Установки для мембранной системы осушки природного газа просты в обслуживании, имеют малые размеры и массу, что особенно важно при добычи газа в открытом море и монтаже их на платформах.
Сбор газа на Юбилейном месторождении осуществляется по групповой схеме. Для добычи запланированного объёма газа пробурено 76 эксплуатационных скважин, сгруппированных в 19 кустов по 3-5 штук в каждом, с единым газосборным коллектором и общей факельной линией. Газосборная сеть представлена теплоизолированными шлейфами Dy 250, Dy 300 и Dy 400 с подземной прокладкой. Система подачи метанола до устья скважин не предусмотрена.
Установка комплексной подготовки газа включает:
Сырой газ от кустов газовых скважин по газосборным коллекторам- шлейфам с давлением до 9,0 МПа и температурой 15-18°С поступает во входные нитки здания переключающей арматуры (ЗПА) установки комплексной подготовки газа.
Входные нитки ЗПА предназначены для обеспечения или прекращения подачи газа из шлейфов на УКПГ, продувки и сброса газа из шлейфа на факел, контроля и регулирования расхода, давления и температуры газа.
В здании переключающей арматуры размещены 22 входные нитки Dy 300 и распределительное метанольное устройство на 24 точки.
Газ из входных ниток здания переключающей арматуры с давлением 9,0 МПа по межцеховому коллектору Dy 1000 направляется в узел отключающих кранов (УОК). Узел отключающих кранов состоит из кранов подключения ДКС и входных, выходных отключающих кранов цеха подготовки газа. Из узла отключающих кранов сырой газ по входному коллектору цеха осушки Dy 1000 с давлением 9,0 МПа направляется в технологические линии Dy 400 корпуса осушки газа.
Установка осушки газа состоит из семи идентичных технологических линий. Каждая технологическая линия осушки и очистки газа включает абсорбер 30А-1 с арматурным блоком, Рис. 3.4.
Абсорбер 30А-1 предназначен для очистки и осушки газа и представляет собой вертикальный, цилиндрический многофункциональный аппарат 01800х60мм, высотой 15740мм, состоящий из трех основных технологических секций.
Первая по ходу газа секция сепарации состоит из узла входа газа, сетчатого отбойника, расположенного непосредственно на входе газа, и сепарационной тарелки со 120-ю сепарационными элементами центробежного типа ГПР 353.00.00 диаметром 100мм.
Следующая по ходу газа секция массообмена включает пять тарелок массообмена с центробежными элементами диаметром 60мм ГПР 340.00.000 - по 199 шт. в каждой и тарелки с элементами ГПР 353.00.000 в количестве 105 шт. Слив насыщенного ТЭГа с массообменной тарелки осуществляется на глухую тарелку.
Последняя по ходу газа фильтрационная секция улавливания ТЭГа
состоит из тарелки с фильтр-
Сырой газ по технологической линии Dy 400 через штуцер входа поступает в сепарационную часть МФА.
Отделение жидкости в подтарельчатом пространстве происходит за счет гравитационных и инерционных сил. Отделенная жидкость и механические примеси скапливаются в сборнике жидкости, защищенном от возмущения потоком газа перегородкой из успокоительного листа.
Частично очищенный газ поступает на сепарационную тарелку с элементами ГПР 353.00.000, где под действием центробежных сил отделяются мелкодисперсные капли, которые в виде жидкостной пленки стекают на полотно тарелки и далее через сливную трубу в сборник жидкости.
Очищенный от жидкости и мехпримесей газ направляется в секцию массообмена.
В верхнюю часть массообменной секции на 3-ю или 5-ю тарелку через штуцера диаметром Dy 50 подается регенерированный ТЭГ, который контактируя с потоком газа, осушает его от паровой влаги.
Увлеченный потоком газа капельный ТЭГ улавливается установленной выше массообменной тарелкой и через гидрозатвор возвращается на повторное контактирование. Таким образом, осуществляется циркуляция ТЭГа внутри ступени контакта.
Осушенный от влаги газ из массообменной секции поступает на тарелку с фильтр-патронами, где отделяется унесенный капельный ТЭГ. Окончательное отделение ТЭГа осуществляется на сепарационной тарелке, после чего осушенный газ выводится из аппарата через штуцер выхода.
Очищенный и осушенный (до температуры точки росы -20°С в зимний и до -10°С в летний период) газ из абсорберов по технологической линии Dy 400 направляется в выходной газосборный коллектор абсорберов Dy 1000 цеха осушки.
Арматурный блок абсорбера 30Ар-1 предназначен для регулирования подачи РТЭГа в абсорбер, отвода НТЭГа на регенерацию и слива отсепарированной пластовой и конденсационной воды в емкость 30Р-3 цеха регенерации.
По газосборному коллектору абсорберов Dy 1000 осушенный газ направляется в узел замера газа (УЗГ), который включает три идентичные замерные линии Dy 500.
После УЗГ газ направляется в выходной коллектор цеха осушки Dy 1000, а затем по двум технологическим ниткам через газопроводы подключения Dy 1000 направлается в первую и вторую нитки магистральных газопроводов Уренгой-Надым и Уренгой-Грязовец Dy 1400.
Сжигание газа от продувки технологического оборудования и от предохранительных клапанов УКПГ осуществляется на факеле.
Регенерация ТЭГа предназначена для восстановления свойств осушителя процессом выделения из абсорбента поглощенных примесей природного газа (пластовой влаги и углеводородного конденсата) методом атмосферной или вакуумной ректификации.
Цех регенерации ТЭГа состоит из двух независимых технологических ниток. Каждая технологическая нитка включает:
• блок разделителя НТЭГа (30Р-1);
30Н-6, 30Н-7, 30Н-8, 30Н-9);
Регенерация абсорбента осуществляется по следующей схеме.
Насыщенный триэтиленгликоль (НТЭГ) концентрации 95,0-97,0% масс. из абсорберов технологического корпуса подготовки газа по трубопро¬воду Dy 150 с давлением 0,6 МПа поступает в блок разделителя НТЭГа 30Р- 1, где происходит дегазация НТЭГа и отделение газового конденсата из сме¬си. Из разделителя 30Р-1 поток НТЭГа через блок фильтров 30БФ-1, где гли¬коль очищается от механических примесей и продуктов разложения, направ¬ляется в трубный пучок теплообменников 30Т-1, а часть НТЭГа на орошение блока регенератора гликоля 30К-1. Циркулируя в трубных пучках теплооб¬менников 30Т-1 насыщенный гликоль нагревается потоком РТЭГа до темпе¬ратуры 160°С и поступает в колонну регенератора гликоля 30К-1.
Информация о работе Особенности абсорбционной осушки газа на юбилейном месторождении