Смекни!
smekni.com

Подготовка газа к транспортировке 2 (стр. 7 из 12)

Δtp = tг - ti (6)

3. По графику (рис. 12) определяют минимальное удержание метанола в жидкости ж) для температуры Δtp.

4. Находят отношение содержания метанола в парах по содержанию в жидкости Кмпо графику (рис. 13).

5. Рассчитывают концентрацию метанола в газе.

Kмг = Кмж, (7)

6. Определяют количество метанола (в г/сут), необходимое для насыщения жидкости,

Gм,ж = q*Мж/100-Мж, (8)

7. .Определяют количество метанола (в г/сут), необходимое для насыщения газа,

Gм,ж = Км,ж*Q. (9)


Рис. 12. График понижения точки замерзания жидкости в зависимости от содержания метанола

Рис.13. График содержания метанола в паровой и жидкой фазах в зависимости от давления р и температуры t газа

8. Находят общий расход метанола (в г/сут):

Gм = Gм, ж + Gм,г, (10)

Существует два способа осушки природного и попут­ного газов: твердыми поглотителями (адсорбция) и жид­кими поглотителями (абсорбция).

Преимущества жидких поглотителей по сравнению с твердыми сорбентами заключаются в следующем:

- низкие перепады давления в системе очистки;

- возможность осушки газов, в которых содержатся вещества, отравляющие твердые сорбенты;

- меньшие капитальные вложения и эксплуатационные расходы.

Однако степень осушки при использовании жидких поглотителей меньше, чем при использовании твердых сорбентов, а температура осушаемого газа должна быть выше 40—50° С, кроме того, при наличии в осушаемом газе некоторых тяжелых углеводородов происходит вспе­нивание поглотителей.

В связи с невозможностью достичь высокой степени очистки газа в циклонных пылеуловителях появляется необходимость выполнять вто­рую ступень очистки, в качестве которой используют фильтр-сепарато­ры, устанавливаемые последовательно после циклонных пылеуловите­лей (рис. 14.).


Рис 14.. Фильтр - сепаратор:

1 - корпус фильтр- сепаратора; 2 - быстрооткрывающийся затвор; 3 - фильтрующие элементы; 4 - направляющая фильтрующего элемента; 5 - трубная доска камеры фильтров; 6 - каплеотбойник; 7 - конденсатосборник

Работа фильтр-сепаратора осуществляется следующим образом: газ после входного патрубка с помощью специального отбойного козырька направляется на вход фильтрующей секции 3, где происходит коагуля­ция жидкости и очистка от механических примесей. Через перфориро­ванные отверстия в корпусе фильтрующих элементов газ поступает во вторую фильтрующую секцию - секцию сепарации. В секции сепарации происходит окончательная очистка газа от влаги, которая улавливает­ся с помощью сетчатых пакетов. Через дренажные патрубки мехпримеси и жидкость удаляются в нижний дренажный сборник и далее в под­земные емкости.

Для работы в зимних условиях фильтр-сепаратор снабжен электро­обогревом его нижней части, конденсатосборником и контрольно-изме­рительной аппаратурой. В процессе эксплуатации происходит улавли­вание мехпримесей на поверхности фильтр - элемента, что приводит к увеличению перепада давлений на фильтр - сепараторе. При достиже­нии перепада, равного 0,04 МПа, фильтр - сепаратор необходимо от­ключить и произвести в нем замену фильтр - элементов на новые.

Как показывает опыт эксплуатации газотранспортных систем, на­личие двух степеней очистки обязательно на станциях подземного хра­нения газа (СПХГ), а также и на первой по ходу линейной компрессор­ной станции, принимающей газ из СПХГ. После очистки, содержание механических примесей в газе не должно превышать 5 мг/м3.

Газ, поступающий на головные компрессорные станции из скважин, как отмечалось, практически всегда в том или ином количестве содер­жит влагу в жидкой и паровой фазах. Наличие влаги в газе вызывает коррозию оборудования, снижает пропускную способность газопрово­да. При взаимодействии с газом при определенных термодинамических условиях, образуются твердые кристаллические вещества - гидраты,

которые нарушают нормальную работу газопровода. Одним из наибо­лее рациональных и экономичных методов борьбы с гидратами при боль­ших объемах перекачки является осушка газа. Осушка газа осуществ­ляется сепараторами различной конструкции с использованием твердых (адсорбция) и жидких (абсорбция) поглотителей.

С помощью установок осушки газа на головных сооружениях умень­шается содержание паров воды в газе, снижается возможность выпада­ния конденсата в трубопроводе и образования гидратов.

3.3. ОСУШКА ГАЗА ТВЕРДЫМИ ПОГЛОТИТЕЛЯМИ

Для осушки газа на промышленных установках при­меняют силикагель (наиболее распространенный осуши­тель), алюмогель, активированный боксит (флорид) и молекулярные сита.

Установки адсорбционной осушки имеют 2—4 адсор­бера. Полный цикл процесса осушки твердыми поглоти­телями состоит из трех последовательных стадий: адсорб­ция продолжительностью 12—20 ч; регенерация адсор­бента в течение 4—6 ч и охлаждение адсорбента в течение 1—2 ч. Технологическая схема осушки газа представлена на рис. 15.


Рис. 15. Технологическая схема осушки газа твердыми поглотителями:

1 — сепаратор; 2 и 7 — слив воды; 3 — нагреватель; 4 и 5 — адсорберы; 6 — се­паратор; 8 — теплообменник. Потоки: / — влажный газ; // — осушенный газ;! III — обводная линия

Газ после сепаратора, где происходит его очистка от механических примесей, капельной влаги и жидких углеводородов, поступает в адсорбер с регенерированным осушителем. Адсорбент поглощает влагу, содержащуюся в газе, после чего очищенный газ из адсорбента направляется в магистральный газопровод. Часть сырого отсепарированного газа подается в подогреватель, а затем в адсорбер с увлажненным осушителем для регенерации.

Горячий газ после регенерации осушителя охлаждают и направляют в сепаратор для отделения влаги, удаленной из осушителя и выделившейся при охлаждении газа. После отделения влаги газ сливается с основным потоком сырого газа и поступает на осушку. Охлаждение адсорбента проводят холодным осушенным газом.

В установках с адсорбционным процессом достигается весьма низкая точка росы

(-40° С и ниже).

Количество адсорбента (в кг), необходимое для осушки газа, определяют по формуле:

G = Vн *(Wн – Wк)* τ/ 24*α (11)

где Vн — количество поступающего на осушку газа, приведенного к 20° С и 760 мм рт. ст., м3/сут; Wн , Wк — влагосодержание соответственно влажного и осушенного I газа, кг/м3; τ — продолжительность поглощения, ч; а —. активность адсорбента (а=0,04—0,05).

3.4. ОСУШКА ГАЗА ЖИДКИМИ ПОГЛОТИТЕЛЯМИ

В настоящее время практически на большинстве промыслов осушка газа производится жидкими поглотителями.

Для адсорбционной осушки газа применяют в основном диэтиленгликоли (ДЭГ) и триэтиленгликоли (ТЭГ); при осушки впрыском как ингибитор гидратообразования используется этиленгликоль (ЭГ).

Свойства химически чистых гликолей приведены в табл. 13, а технические условия на товарные гликоли, выпускаемые отечественной промышленностью, — в табл. 14.

Технологическая схема осушки газа жидкими поглотителями представлена на

рис. 16.

Газ, освобожденный от капельной влаги в нижней скрубберной секции адсорбера, осушается раствором 1 гликоля. Осушенный газ проходит верхнюю скрубберную секцию, где от него отделяются капли унесенного раствора гликоля, и поступает в газопровод. Насыщенный влагой раствор гликоля подвергается регенерации в десорбере.

В промышленности приходится иметь дело с водными растворами гликолей. На рис. 17, а, б представлены графики зависимости точки росы осушенного газа от концентрации растворов ДЭГ и ТЭГ и температуры контакта.

Количество свежего раствора поглотителя (в кг/ч) необходимого для осушки газа до заданной точки росы определяют по формуле:

G = Wχ2 / χ1 - χ2 , (12)

где Wχ2— количество извлекаемой из газа влаги, кг/ч; χ1 и χ2 — массовая доля гликоля соответственно в свежем и насыщенном растворе.

На практике разность между концентрациями свежем и насыщенного растворов принимают равной 3—4%.

На промышленных установках осушки газа расход циркулирующего раствора составляет 0,03—0,05 м3/кг извлекаемой воды.

Конденсат из сепараторов собирается в емкости вы­ветривания, в которой поддерживается давление 15— 30 кгс/см2, а насыщенный гликоль подается на регенера­цию.

Таблица 13

Свойства химически чистых гликолей

Показатели

ЭГ

[сн2он—

СН3ОН]

ДЭГ

[ОН(СН2)2О*

*(СН2)2ОН]

ТЭГ

[ОН(СН2)2О*

*(СН2)2О *

*{СН2)2ОН]

Относительная молекулярная масса

62,07

106,12

150,17

Плотность, г/см3: при 20° С

1,11

1,118

.

15° С

1,117

1,119

1,1274

Температура кипения (в °С) при давлении, мм рт. ст.:
760

197

245

285

50

123

164

198

10

91

128

162

Температура, °С:
начала разложения

164

164,5

206

замерзания

—12,6

—8

—7,6

вспышки (в открытом тигле)

115

-143,3

165,5

воспламенения на воздухе

350,3

173,9

Скрытая теплота парообра- зования при давлении 760 мм рт. ст., кал/г

190,9

150

99,4

Коэффициент объемного расширения при темпе- ратуре 0—50° С

0,00062

0,00064

0,00069

Коэффициент . рефракции при 20° С

1,4318

1,4472

1,4559

Поверхностное натяжение (в дин/см) при температуре, 0С
25

46,49

48,5

--

20

--

--

45,2

кипения

_

26,28

22,45

Вязкость (В Спз) при температуре, "С
20

20,9

35,7

47,8

15

26,09

Таблица 14