Курсовая работа (т): Анализ работы абсорбционной установки осушки газа Уренгойского газоконденсатного месторождения

технологическая линия №7 с абсорбером гликолевой осушки газа «Лилипут» (конструкция УКРНИИГАЗа)

7 2 коллектора осушенного газа Ду 1000, подключенных к ДКС-I очереди

8 коллектор осушенного газа Ду 1000 после ДКС-I очереди на СОГ

9 площадка аппаратов воздушного охлаждения газа (АВО типа «Крезо-Луар»),входящая в состав СОГ.

10станция охлаждения газа (СОГ) со вспомогательными установками,

112 коллектора осушенного и охлажденного газа после станции охлаждения, подключенные к межпромысловым коллекторам (МПК), Ду 1400

122 компрессорные воздуха КИПиА

Вспомогательные объекты:

А. Система водоснабжения:

13насосная II подъема с 2-мя РВС на 2000 м3 каждый и 1 на 700 м3

14станция обезжелезивания воды

15система внутрихозяйственных и пожарных водоводов

16блок-бокс водовода

Б. Система хозфекальных стоков:

17хозбытовая канализация

18КНС 44, 45, 89 и жилпоселка

19установка КУ-25

В. Система промканализации:

202 нефтеловушки

21флотационная установка

22КНС 15

232 поглощающие скважины 42П, 43П с напорным коллектором

24котельная с четырьмя котлами ДЕ-25/16

25насосная и склад ГСМ

26насосная и склад метанола

27насосная и склад ДЭГа

28аварийная дизельэлектростанция типа БЭС-630

29бытовой корпус с вспомогательными помещениями, СЭРБ.

Контроль, автоматическое регулирование и управление технологическими процессами осуществляется управляющим вычислительным комплексом(УВК) и автономной автоматикой отдельных объектов по системе АСУ ТП УКПГ.

Обеспечение безопасной эксплуатации и оптимального pежима pаботы установки обеспечивается за счет использования функционально-полной автоматической системы аваpийной защиты технологического и вспомогательного обоpудования. Все отклонения сопpовождаются звуковой сигнализацией на пульте УВК и световой сигнализацией на мнемосхеме. Оптимальное упpавление технологическим пpоцессом достигается за счет функционально-алгоpитмической полноты инфоpмационных и упpавляющих функций, pеализуемых УВК на базе микpо-ЭВМ. Пpи включении в pаботу веpхнего уpовня связи целенапpавленное ведение технологических пpоцессов в заданных pежимах, благодаpя УВК, осуществляется с центpального пульта упpавления по системе «АСУ ТП-ПРОМЫСЕЛ».

Комплекс мер по охране окружающей среды предусматривает сжигание технологических сбросов и пропусков газа на факеле, биоотчистку и обеззараживание хозбытовых стоков, очистку загрязненных промстоков с последующей закачкой в глубокие поглощающие горизонты через специальные скважины.

Очищенный и осушенный в соответствии с ОСТ 51-40-93 до точки росы по воде минус 20 ºС в холодный период года и минус 10ºС - в теплый, газ по индивидуальным для каждого цеха коллектоpам Ду 1000 тpанспоpтиpуется на ДКС, pасположенную по схеме после УКПГ, где дожимается до давления в магистpальном газопpоводе и затем через СОГ напpавляется в межпpомысловый коллектоp.

Основные характеристики и показатели УКПГ-15

30Производительность УКПГ-15 (согласно проекта) -15 млрд. нм3/год

31Количество кустов скважин-20

32Количество действующих скважин-101

33Общий фонд скважин-128

34Осушка газа по влаге- гликолевая, концентрация гликоля 99,3 % вес.

35влагосодержание газа -до 0,66 г/ст.м3

36Осушитель газа -диэтиленгликоль

37Регенерация гликоля- паровая, вакуумная

38Ингибитор гидратообразования- метанол.

4.2 Очистка, осушка и охлаждение газа

С ЗПА сырой газ по коллектоpу Ду 1000 напpавляется в технологические цеха на осушку и очистку.(приложение Б).

Из общего коллектоpа газ по тpубопpоводам Ду 400 подается в здание технологического корпуса 6-ю технологическими нитками на установку осушки газа в два цеха по три нитки в каждый.

Все 6 технологических линий работают идентично, поэтому ниже приводится описание работы одной технологической линии.

Газ с температурой 8-20ºС и давлением 4,6-4,7 МПа подается через входной арматурный узел в сепаратор С-201, из сепаратора поступает в нижнюю часть абсорбера А-201. При повышении или понижении давления газа на входе в технологическую линию сигнал через ЭКМ поз.PIS 216 и управляющий комплекс УВК поступает на закрытие пневмокранов на входе газа в сепаратор и выходе газа из абсорбера и открытие крана Ду 150 на факел.

На УКПГ-15 эксплуатируются многофункциональные аппараты типа ГП-502.00.000 проектной производительностью 10 млн.м3/сут. Аппарат представляет собой колонну высотой 16600 мм и диаметром 1800 мм функционально разделенную на три секции: сепарации, абсорбции и секции улавливания гликоля. В нижней секции расположена сепарационная зона. Нижняя и средняя секции абсорбера разделены полуглухой тарелкой, служащей для накопления, контроля и сбора НДЭГ и одновременно для прохода сырого газа в секцию осушки. Секция осушки выполнена из контактных ступеней на основе ситчатых тарелок. Над каждой из тарелок смонтирована сепарационная тарелка из центробежных элементов диаметром 60 мм. Верхняя сепарационная секция включает в себя фильтр-коагулирующие патроны и тарелку с центробежными элементами диаметром 60 мм.

В соответствии с техническими предложениями ТюменНИИГипрогаза по договору № 78-88 была проведена модернизация МФА по технической документации РД-9510.73-86 на т.н.1,2,4,7.

Согласно модернизации ГП 502.00.000 установлены тарелки с ц/б элементами ГПР 353.00.000 диаметром 100 мм, тангенциальные узлы входа газа с пескосъемником и отбойным листом(Приложение Н). Массобменная секция МФА включает 4 контактных ступени, каждая из которых состоит из ситчатой тарелки с отверстиями диаметром 6 мм и сепарационной тарелки, оснащенной центробежными элементами диаметром 60 мм. Сущность модернизации МФА заключается в следующем:

Верхняя сепарационная и ситчатая тарелки (5-я пара) были демонтированы. Вместо них были установлены 2 полотна тарелки для монтажа 12-ти сетчатых фильтр-барабанов (перед фильтр-патронами) диаметром 300 мм, Н=1000 мм. На барабане намотана рукавная сетка из нержавеющей стали по ТУ 26-02-354-85 толщиной 50 мм (на один фильтр-барабан необходимо 2 рулона сетки шириной 90 мм). Все 12 барабанов установлены на полотно тарелки в порядке очередности для облегчения монтажа и закреплены. Ввод гликоля с полотна 5-й тарелки был опущен в сливной карман.

Такое конструктивное решение с применением сетчатых барабанов позволило снизить жидкостную нагрузку на коагулирующую секцию МФА, при этом поверхность фильтрации в 5 раз превысила свободное сечение аппарата и в 10 раз уменьшилась интенсивность забивания фильтрующего материала мехпримесями, что позволило продлить межремонтный пробег аппарата и в конечном итоге снизить потери гликоля с осушенным газом.

Последняя по ходу газа секция улавливания ДЭГа(коагулирующая) состоит из перегородки с размещенными на ней 124-мя фильтр-патронами длиной 1200 мм и диаметром 100 мм и сепарационной тарелки, аналогичной примененной в нижней сепарационной секции МФА.

В сепарационной части абсорбера А-201, сырой газ за счет резкого снижения скорости и направления потока освобождается от механических примесей, пластовой воды с растворенным в ней метанолом и конденсата. Жидкость и мехпримеси скапливаются в нижней части аппарата, защищенной от возмущения потоком газа перегородкой из просечного листа.

Уровень жидкости в сепарационной части абсорбера регулируется 2-х позиционным клапаном-регулятором(поз 205) с сигнализацией максимального и минимального уровня на пульте УВК. При крайне низком уровне жидкости в сепарационной части происходит закрытие отсечного клапана поз.206. Давление контролируется тех.манометром по месту, температура газа замеряется термометром сопротивления ТСМ поз 207 с показаниями на УВК.

Отсепарированная жидкость из абсорбера отводится через клапан-регулятор уровня (поз.LIC 219) через дроссельную шайбу в разделитель Е-310.В разделителе Е-310 поддерживается постоянное давление клапаном-регулятором (поз. PIC 359), установленном на линии сброса газа на факел. Уровень воды измеряется УБП(поз.LIC 360) и через клапан-регулятор конденсат направляется на склад ГСМ в емкость Е-612.

Очищенный от капельной жидкости газ, направляется через конусообразный патрубок полуглухой тарелки в массообменную секцию, где многократно контактируя с раствором ДЭГа, осушается. Механизм осушки газа пpедставляет собой пpоцесс абсоpбции влаги, находящейся в парообpазном состоянии, концентpиpованным pаствоpом диэтиленгликоля. Интенсивность контактирования достигается путем барботажа газа через слой ДЭГа на ситчатых тарелках, работающих в режиме уноса. Таким образом осуществляется циркуляция ДЭГа внутри ступени контакта. Концентpиpованный ДЭГ, сливаясь вниз по таpелкам, поглощает влагу из газа, пpи этом сам насыщается влагой и концентpация его снижается с 99,3% вес. до 95,3% вес.

Осушенный от влаги газ из массообменной секции направляется через 6 сетчатых фильтр-барабанов(описаны выше) в секцию улавливания(коагуляции), где от него отделяется унесенный капельный ДЭГ с помощью фильтр-патронов. Верхняя фильтрующая секция состоит из 124 фильтр-патронов. Патроны выполняются из перфорированной трубы, обернутой в 3 слоя металлической сеткой, затем обмотаны в 2 слоя иглопробивным нетканным полотном «Дорнит» и снова металлической сеткой. Для фиксирования патрона на тарелке по центру проходит стяжной металлический стержень, закрепляющий патрон на тарелке. Для герметичности соединения между патроном и тарелкой устанавливается резиновая прокладка. Аэрозоль и капли ДЭГа, уносимые газом, коагулируют на стеклоткани и стекают по наружной поверхности патрона на тарелку, с которой по выносному трубопроводу, врезанному в линию вывода НДЭГа, выводятся с полуглухой тарелки абсорбера. Уровень ДЭГа на полуглухой тарелке является гидрозатвором, препятствующим проходу газа по этому трубопроводу. Предусмотрен контроль перепада давления манометром в коагуляционной секции МФА с сигнализацией перепада, равного 0,04 МПа на дисплее и блокировкой на остановку насоса Н-310. Насосами Н-310 регенерированный ДЭГ подается в МФА. Регулирование производительности насосов производится посредством преобразователя ЭКТ-160.Количество регенерированного ДЭГа, подаваемого в МФА, контролируется диафрагмой с сигнализацией минимального расхода поз.221,установленной на линии подачи ДЭГа в абсорбер. Сравнение сигналов с дифманометров происходит в регуляторе, установленном в операторной.

Насыщенный ДЭГ с концентрацией 96,3 весовых собиpается на полуглухой таpелке абсоpбеpа и автоматически через клапан-регулятор уровня ПОУ-8 и отсечной клапан К-203 поступает в выветриватель В-301 на установку pегенеpации ДЭГа. Предусмотрена сигнализация максимального и минимального уровня на полуглухой тарелке МФА. При снижении уровня ниже допустимого срабатывает блокировка на закрытие отсечного клапана .

Осушенный газ после МФА последовательно проходит замерную диафрагму (поз 224),клапан регулятор расхода газа, выходной запорный кран Ду 300 и с давлением 4,4-4,53 МПа и температурой 9-10ºС поступает на ДКС-I очереди по двум коллекторам Ду 1000,где дожимается до давления 6,3-6,6 МПа и с температурой 21-22оС после СОГа направляется в магистральный трубопровод.

Регулирование расхода газа по технологической линии осуществляется с помощью регулирующего штуцера ШР-14 (поз.246). Давление газа после штуцера контролируется техническим манометром (поз.242).Температура контролируется ртутным теромометром по месту. Измерение «точки росы» по влаге производится влагомерами «Харьков-1М» типа ТТР-8.

Необходимый объём подачи регенерированного гликоля в абсорбер зависит от целого ряда факторов: расхода газа, давления и температуры контакта, концентрации регенерированного гликоля, эффективности работы самого аппарата и в конечном счете должен определяться достижением требуемой глубины осушки газа (согласно действующего ОСТ 51-40-93).Промысловыми исследованиями установлено, что подача диэтиленгликоля в количестве 5-7,5 кг/1000 м3 обрабатываемого газа обычно достаточна для получения требуемой ОСТом кондиции газа.

5. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ И ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ГАЗОПРОМЫСЛОВЫХ ШЛЕЙФОВ [4]

Порядок расчета:

От куста скважин по наземному теплоизолированному шлейфу газ подается на УКПГ. Возьмем для расчетов данные по дальнему кусту №1539:

Параметры газа:

-расход Q=1.395 млн.м/сут;

скорость газа в шлейфе w=3,199 м/с;

давление в начале шлейфа Р=3,3 Мпа;

температура в начале шлейфа Т=288 К;

Расстояние от скважины до УКПГ: L=7406 м. (данные взяты из приложений В,М)

Требуется определить температуру и давление газа на входе в УКПГ.

Определим псевдокритические параметры Рпк, Тпк. Значения критического давления Рк и критической температуры Тк для отдельных компонентов взять из табл.5.1.

Таблица 5.1Компонентный состав и критические параметры газа

 , (5.1)

Тпк =195,11К

, (5.2)

Рпк=4,992МПа

, (5.3)

ρсм=0,75 кг/м3

По известным данным Тпк и Рпк определим приведенные параметры газа при нормальных и рабочих условиях:

1. По графику находим коэффициент сверхсжимаемости газа при нормальных zн и рабочих условиях zр(приложение Г):

zн=1                    zр=0,83

2. Определяем секундный расход газа q:

, (5.4)

==0,414 млн.м3/с.

1. Определяем внутренний диаметр газопровода при заданной скорости газа определяем. После нахождения расчетного значения dвн принимают фактическое значение внутреннего диаметра газопровода и исходя из максимального значения рабочего давления в нем определяют его толщину.

, (5.5)

dвн==406,03 мм.

dвн =426 мм. (стандарт).

После этого рассчитывают фактическую скорость газа в шлейфе по уравнению:

=, (5.6)

W==3,199 м/c.

1. Определяем значение dн :

, (5.7)

н=426+2·(10+50)=426 мм.

1. Определяем коэффициент теплообмена между газом и стенкой труб aвн

, (5.8)

1. Определяем общий коэффициент теплопередачи К:

, (5.9)

К=1,75

1. Определяем плотность газа rсм при нормальных условиях .Результаты расчета сводим в табл. 5.1.

2. Определяем плотность газа в рабочих условиях rр:

, (5.10)

ρР==29,742 кг/м3.

1. Зная компонентный состав газовой смеси и вязкости входящих в нее индивидуальных газов, определяем абсолютную вязкость mсм и заносим в табл. 5.2.

Таблица 5.2Абсолютная вязкость и теплоемкость газа