|
|
|
|
|
|
Г |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Г |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
|
|
7 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
МЗ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Г |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
МС |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
1 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
МС |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Г |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
МО |
|
|
|
МО |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
МС |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
МС |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Д |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
МЗ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
Г |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Г |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Г |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Г |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
Рис. 4.13. Технологическая схема установки пылеуловителей |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
Вертикальный масляный пылеуловитель (рис. 4.14) представ- |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ляет собой вертикальный стальной цилиндр со сферическим днищем, рассчитанным на рабочее давление в газопроводе.
Диаметр пылеуловителябсоставляет 1080 – 2400 мм. Внутри пылеуловителя находятся устройства, обеспечивающие контакт масла с газом и отделение частиц масла от газа при выходе его из аппарата. Газ поступает в пылеуловитель через входной патрубок 7. Благодаря отбойномуикозырьку 8 газ меняет свое направление и движется к поверхности масла, находящегося в нижней части аппарата. Крупные посторонние частицы при этом сразу же выпадают и оседают на дно. Уровень масла устанавливается на расстоянии 25 – 30 мм от концов вертикальных трубок 3. При этом газ устремляется вверх, захватывая
Сс собой частицы масла. В трубках 3, а далее в средней свободной части пылеуловителя газ интенсивно перемешивается с маслом, которое поглощает содержащиеся в газе частицы, а также поступающий вместе с газом конденсат тяжелых углеводородов.
При этом уровень масла повышается. По мере выхода газа из вертикальных трубок скорость его резко уменьшается. Более крупные частицы жидкости при этом выпадают и по дренажной трубке 4 стекают вниз. Из свободной средней части пылеуловителя газ и масляный туман поступают в его верхнюю часть, а оттуда в жалюзийное сепарационное устройство 1, в котором отбирается мелкозернистая взвесь. Очищенный газ выходит через патрубок 2. Загрязненное масло удаляется из поддона через дренажную трубку 5. Полная очистка пы-
126
леуловителя производится 3 – 4 раза в год через люк 6. Количество заливаемого масла в пылеуловитель диаметром 2400 мм не превышает 1,5 – 2,0 м3. Чтобы обеспечить нормальную работу пылеуловителей, необходимо поддерживать постоянный уровень масла. Пропускная способность вертикальных масляных пылеуловителей при заданном давлении ограничивается скоростью потока газа в контактных трубках, которая не должна превышать 1 – 3 м/с.
Преимущество вертикального масляного пылеуловителя по сравнению с другими конструкциями пылеуловителей заключается
в высокой степени очистки (об- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
щий коэффициент очистки дос- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
тигает 97 – 98 %). К недостаткам |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
относятся |
большая |
металлоем- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
1 |
|
||||||||||
кость, наличие жидкости и ее |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
унос (допускается не более 25 г |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
на 1000 м3 газа), большое гидрав- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|||||||||
лическое сопротивление (0,0350– |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
0,05 МПа), чувствительность к |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
изменению уровня жидкости и др. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
б |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
Природные газы в опреде- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
ленных термодинамических |
ус- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
ловиях вступают в соединение с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
водой, образуя гидраты, кото- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
рые, скапливаясь в промысловых |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
и |
магистральных |
газопроводах, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
существенно увеличивают |
их |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
гидравлическое |
сопротивление, |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
8 |
|
|
|
|
|
|||||||||||
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
а |
также |
усиливают |
коррозию |
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
||||
трубопроводов и оборудования. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
Гидраты представляют со- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
бой соединения |
молекулярного |
|
7 |
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|||||
типа, возникающие за счет дей- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
ствияисил притяжения. Молеку- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
лы воды при образовании гидра- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
тов как бы раздвигаются моле- |
|
|
|
|
|
5 |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
кулами газа. Образующиеся при |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
этом полости между молекулами |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
воды полностью |
или частично |
Рис. 4.14. Общий вид вертикального |
||||||||||||||
заполняются молекулами газа. |
масляного пылеуловителя |
|
|
|
127 |
Гидраты природных газов представляют собой неустойчивые соединения, которые при повышении температуры или понижении давления разлагаются на газ и воду. По внешнему виду это белая кристаллическая масса, похожая на снег или лед. Если природные газы содержат
кислые примеси, то процесс гидратообразования ускоряется.
Точка росы газа – это значение температуры Игаза, при которой водяной пар, содержащийся в газе, становится насыщенным над плоской поверхностью воды, т.е. температура, при которой газ становит-
На практике для оценки влажности газа часто пользуются абсолютной влажностью, выраженной массой паров воды (г) в единице объема газа (м3), приведенного к нормальным условиям (20 °С и
0,1013 МПа).
способом предупреждения образованияДкристаллогидратов в магистральных газопроводах при больших объемах транспортируемого газа. При промысловой подготовке газа к дальнему транспорту его осушают сорбционным способом или охлаждением газового потока. В ре-
Относительная влажность – это выраженное в процентах или в долях единицы отношение количества водяных паров, содержащихся в газовой смеси, к количеству водяных паров в том же объеме и
при тех же температуре и давлении при полном насыщении.
ся полностью насыщенным при данных давлении и влажности.
Осушка газа является наиболее эффективным и экономичным
СиАбсорбенты – жидкие сорбенты, применяемые для осушки природных и нефтяных газов. Они должны иметь высокую растворимость в воде, низкую агрессивность, стабильность по отношению к газовым компонентам, простоту регенерации, малую вязкость, низкую упругость паров при температуре контакта, слабое поглощение углеводородных компонентов газа, пониженную способность к образованию пены или эмульсий. Такие свойства имеет этиленгликоль (ЭГ) (C2H6O2), диэти-
зультате осушки точка росы паров воды должна быть снижена ниже |
|
минимальной температуры при транспортировке газа, но не ниже |
|
|
А |
температуры, установленной ОСТ 51.40–93. |
|
Для осушки газа используются следующие методы: |
|
|
низкотемпературная сепарация; |
|
абсорбцияб; |
|
адсорбция. |
ленгликоль (ДЭГ) (C4H10O3) и триэтиленгликоль (ТЭГ) (C6H14O4).
128
Диэтиленгликоль получают реакцией соединения двух молекул этиленгликоля с образованием молекулы воды. В химическом плане это вязкая гигроскопичная бесцветная жидкость без запаха, сладковатого вкуса с молекулярной массой 106,12 г/моль, плотностью 1,117 г/см3 и температурой кипения 518,8 К при давлении
0,1013 МПа.
15
Вода
СГ 14
16
5
ДЭГ 13
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вода |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
ВГ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Пар |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 4.15. Технологическая схема абсорбционной установки |
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
На рис. 4.15 изображена схема абсорбционной установки, по- |
||||||||||||||||||||||
лучившая широкое распространение на газовых месторождениях. |
||||||||||||||||||||||||
Влажныйигаз ВГ с промысла проходит сепаратор 1, где осаждается |
||||||||||||||||||||||||
капельная влага, и поступает в нижнюю часть абсорбера 2. Сначала |
||||||||||||||||||||||||
газ направляется в нижнюю скрубберную секцию 3, в которой допол- |
||||||||||||||||||||||||
Снительно очищается от взвешенных капель влаги благодаря большой поверхности контакта с насадками. Затем газ движется вверх, последовательно проходя через тарелки 4, поднимаясь вверх. Число колпачковых тарелок в абсорбере 4 – 12. Навстречу потоку газа протека-
129
ет 95 – 97 %-ный раствор ДЭГ, вводимый в абсорбер насосом 10. Осушенный вследствие контакта с раствором сухой газ СГ проходит через верхнюю скрубберную секцию 5, где освобождается от захваченных капель раствора и направляется в газопровод. Насыщенный раствор, содержащий 6 – 8 % влаги, с нижней глухой сборной тарелки абсорбера поступает в теплообменник 7, в которомИнагревается встречным потоком регенерированного раствора, а далее проходит через выветриватель 8, где из него выделяется растворенный газ, который используется затем на собственные нужды. Из выветривателя насыщенный ДЭГ насосом 9 закачивается в выпарную колонну – десорбер 12, где осуществляется регенерацияДраствора.
Десорбер состоит из двух частей: собственно колонны тарельчатого типа, в которой из насыщенного раствора ДЭГ, стекающего вниз, выпаривается влага встречным потоком острого водяного пара и паров ДЭГ; кипятильника-испарителяА11, в котором происходит нагревание раствора гликоля и испарение воды. В кипятильнике поддерживается температура раствора гликоля в пределах 423 – 433 К, а в верхней части десорбера – 378 – 380 К. Это достигается за счет орошения верхней части колонны водой с температурой 303 К, что позволяет сконденсироватьбпары ДЭГ и уменьшить его потери. Водяной пар из десорбера 15 поступает в конденсатор 16, где основная часть пара конденсируется, собирается вакуумным насосом 14 и направляется наисжигание. Часть полученной воды, содержащей ДЭГ, подается в верхнюю часть колонны насосом 13 для орошения и поддержания температуры 105 – 107 °С. Регенерированный раствор ДЭГ насосом 10 прокачивается через теплообменник 7 и холодильник 6, где его температура снижается, и вновь поступает на верхнюю тарелку аб-
Ссорбера.
Экономичность работы абсорбционных установок в значительной степени зависит от потерь сорбента. Для снижения этих потерь в первую очередь необходимо строго поддерживать расчетный температурный режим десорбера, тщательно сепарировать газ и водяной пар на выходе соответственно из абсорбера и десорбера и по возможности исключить пенообразование при контакте с абсорбентом за счет специальных добавок.
Адсорбент – это твердый поглотитель влаги. В качестве твердых поглотителей влаги в газовой промышленности применяют активированную окись алюминия или боксит, который на 50 – 60 % состоит из А12О3. Активизируется боксит при температуре 633 К в те-
130