Материал: Подготовка газа Уренгойского месторождения к транспорту

Очистку газа предусматриваем, одноступенчатою - в пылеуловителях на промыслах. В соответствии с ОНТП-51-1-85 вторая ступень очистки газа предусматривается в фильтрах-сепараторах, установленных на компрессорных станциях.

Оборудование установки очистки газа имеет обогрев для того, что бы предотвратить замерзания жидкости.

Количество установленных аппаратов очистки газа определяется по характеристике завода-изготовителя так, чтобыв случае отключения одного из аппаратов нагрузка на оставшиеся в работе была в пределах их максимальной производительности, а при включении в работу всех аппаратов - не вышла за установленные пределы своей минимальной производительности. В нашем проекте согласно расчетов принятое количество аппаратов равняется 3.

Для того чтобы равномерно распределить потокигаза между отдельно взятыми аппаратами в работе предусмотренозакольцовываниевходного и выходного трубопроводов каждой ступени очистки. В каждой ступени очистки предусматриваем замер потерь давления.

Для отключения аппаратов установки очистки газа от общего коллектора устанавливаем запорную арматуру (ручные краны с червячным редуктором).

САУЖ (система автоматического удаления жидкости) обеспечивает удаление скопившегося конденсата из дренажного коллектора в соответствующую емкость в автоматическом режиме, при достижении уровня жидкости в дренажном коллектореранних значений.

Остаточная запыленность газа на выходе из установки очистки не превышает значения 1 мг/м³; наличие в газе капельной влаги на выходе из установки не допустимо.

Спроектированный циклонный пылеуловитель схема которого представлена на листе 4 - это аппарат в форме цилиндра, установлен вертикально. Внутри аппарата предусмотрено установка пяти циклонов. Пылеуловитель состоит из трех технологических секций:

- секция распределения поступающего газа;

- секция очистки газа;

- секция сбора жидкости и механических примесей.

Очищаемый газ проходит через боковой патрубок, который присоединен к циклонам. Циклоны расположены по кругу звездообразно. Схема циклона представлена на листе 5.Отбрасывание и осаждение влаги и механических примесей происходит за счет центробежной силы. После чего отсепарированные частички автоматически удаляются из аппарата через дренажный штуцер. Поток закручивается в циклонах по типу "улиточному" типу. Эффективность очистки газа в таком случае составляет 86-97%.

Влагосодержание газа существенно влияет на качество их очистки. Из-за повышенного содержания влаги и конденсата эффективность работы циклонных пылеуловителей существенно ухудшается. Это происходит по причине осаждения липкой массы (пыли и конденсата) в проходных сечениях аппаратов.

Фильтр- сепаратор " СМР " (Франция) предназначен для удаления из потока технологического газа жидкости и механических примесей (рис. 14).

Рис 14 Фильтрах-сепаратор "СМР"

- фильтр сепаратор, 2 - быстродействующий затвор, 3 - отбойный козырек, 4 - фильтрующие элементы, 5 - перегородка, 6 - отделитель тумана, 7 - конденсатосборник, 8 - шаровой кран входной, 9 - шаровой кран входной, 10, 11 - клапан Ф1", 12 - регулятор уровня Ф4", 13 - показатель уровня, 14 - регулятор Ф1/4", 15 - показатель дифференциального давления.

Сепаратор состоит из двух секций: секции очистки от механических примесей и секции улавливания жидкости, разделенных глухой перегородкой; имеет два дренажных патрубки, жестко соединенных с конденсатосборника.

Конденсатосборника разделен глухой перегородкой на два отсека: для приема жидкости и механических примесей, которые затем выводятся через автоматическую систему дренажа.

Работа сепаратора осуществляется следующим образом: газ через входной патрубок (8) и отбойный козырек (3) поступает на фильтрующую секцию (4), где газ очищается от механических примесей. Затем сквозь перфорированные отверстия в корпусе фильтрующих патронов газ поступает во вторую секцию.

В секции туманоотделителя (6) влага, которая существует в транспортируемой газе в виде мелкой пыли, улавливается сетчатыми пакетами, коагулируется и стекает через дренажное патрубок в конденсатосборника (7). Для обеспечения устойчивой работы в зимнее время сепаратор оборудован электрообогревом нижней части аппарата, конденсатозбирника и егоконтрольно - измерительных приборов.

В результате расчета для проектируемой установки выбран пылеуловительГП 426.00.000. Расчетное количество установленных пылеуловителей - 3 шт.

.2 Осушка добываемого газа

Абсорбция (лат. - поглощаю) - поглощение вещества из газовой смеси жидкостями. Скорость абсорбции зависит от того, насколько концентрация газа который поглощается (паров воды), в газовой смеси превышает концентрацию этого компонента над раствором. Адсорбция улучшается с повышением давления и с понижением температуры. Абсорбция осуществляется на абсорбционных установках, основным аппаратом которых абсорбер.

Абсорбер - массообменных барботажного колонна , оборудованная тарелками с круглыми или желобчатой колпачками или S-образными элементами, обеспечивающими постоянный уровень жидкости на тарелке. Влажный газ поступает в скрубберную секцию, которая находится в нижней части колонны, где происходит отделения капельной влаги. Гликоль, движущийся навстречу потоку газа подается на верхнюю тарелку. Двигаясь вниз по тарелкам, раствор гликоля отбирает влагу из газа и, после насыщения, на регенерацию отводится снизу колонны. Осушенный газ поступает в верхнюю скрубберную секцию, где происходит отделение капель вынесенного раствора, и поступает через верх колонны в газопровод. После стадии осушки природного газа гликоли используются, пройдя процесс регенерации. Насыщенный гликоль (рис. 10) выходя из абсорбера, проходя через первый теплообменник подогревается теплом горячего поглотителя, который выходит снизу десорбера, и поступает на выветриватель, в котором из него отделяют газы, поглощенные в адсорбере. Схема адсорбера представлена на листе 7. После этого, раствор гликоля через второй теплообменник поступает для регенерации в десорбер.

Десорбер - массообменных колонна насадочного или тарелчатого типа. При диаметре колонны до 600 мм десорбер засыпают насадкой, выше 600 мм - оборудуют 14-18 - колпачковыми тарелками. Жидкость вводят в середину колоны. В нижнюю часть колонны подводят тепло выносным испарителем (рибойлером), где носитель нагревается нагревателем керосином или водяным паром. Наверх десорбера подают орошение - конденсат водяных паров, выделяющихся при регенерации растворов. Десорберы рассчитывают графически или аналитически по методу Крейсера . Выветривали обеспечивают нормальный переток жидкости из контактора через теплообменники в десорбер. Выветриватели устанавливают между первым и вторым теплообмениками. Теплообменник - устройство, в котором осуществляется теплообмен между двумя или несколькими теплоносителями. На установках небольшой производительности по газу применяют теплообменники конструкции "труба в трубе", а на установках большой производительности - кожухотрубчатые теплообменники.

В результате расчетов была подобрана установка осушки добываемого газа с в количестве 4 абсорбера с общим расходомДЭГа1437 кг/ч. Схема установки осушки газа представлена на листе 6.

.3 Очистка газа от сероводорода и углекислого газа

Этот процесс проводится совместимым очисткой этанола - меновыми компонентами, которые являются поглотителями Н2S и С02. Как компоненты применяют водные растворы моноэтаноламина (МЭА), диэтаноламина (ДЭА) и триэтаноламина (ТЭА). Они являются веществами несколько тяжелее воду с температурой кипения при давлении 0,1 МПа соответственно МЭА - 455°К, ДЭА- 541°К, ТЕА - 550°К. На листе 8 представлена схема очистки газа от Н2S и С02 с помощью МЭА. Газ, который очищается, поступает в абсорбер (2). Навстречу потоку газа противотоком подается регенерированный раствор этаноламина, который поглощает с газа Н2S и С02. Продукты взаимодействия этаноламина с Н2S и С02 через теплообменник (6) поступают в испарительную колонну (9). После дополнительного нагрева пароподогревателем (8) при температуре 373°К возникает регенерация этаноламина с выделением Н2S и С02, которые поступают в холодильник (5) для охлаждения и в сепаратор (12) для распределения на газы и конденсат. Газы поступают на дальнейшую переработку для получения серы, серной кислоты. Регенерированный раствор этаноламина насосом (7) подается в абсорбер через теплообменник (6) и холодильника (5).

Этаноламиновых раствор не корродирует сталь и железо. Степень очистки достигает 99% и выше. Раствор легко восстанавливается. Расход воды и электроэнергии незначительны.

Совершенствование технологических процессов очистки природных газов от Н2S и С02 связано с разработкой ряда месторождений, содержащих примеси в виде сероводорода и меркаптанов и требуют тонкой очистки природных газов от соединений серы.

Одним из методов очистки газа от органической серы является адсорбционный процесс с использованием цеолитов марки мах, которые показали поглотительную и механическую стабильность.

На основании исследований, проведенных ВНИИГАЗ, предложено технологический процесс очистки природного газа от меркаптанов физической абсорбцией с использованием трибутилфосфата в качестве поглотителя.

Результаты исследований показали, что очистка обеспечивается до остаточного содержания меркаптановой серы в очищенном газе 50-80 мг/м³.

На опытной установке была проведена проверка методода выделение меркаптанов с конденсата обработкой щелочью. При этом была получена опытная партия одоранта, которая по своей Одоризационные характеристикой в 1,35 раза эффективнее, чем синтетический этилмеркаптан, что применяется в газовой промышленности.

Применяют методы очистки природного газа от сероводорода на основе использования нового абсорбента сернистых соединений, состоящий из смеси гликолей и их эфиров и ранее был предложен и успешно внедрен в газовой промышленности для осушения без - сернистого газа.

Этаноламиновые методы обработки газа, которые применяются в промышленности, одновременно с Н2S почти полностью изымают Н2S и С02. Неселективнисть указанных методов приводит к повышенному расходу абсорбента и снижение эффективности производства серы и кислых газов.

В настоящее время применяется процесс очистки газа от сероводорода, которому дали название "Кемсвит" это неорганическое соединением цинка.

Условием эффективной очистки газа является его влагонасыщенность. Очистка газа от сероводорода выполняется в цилиндрическом контакторе, в донной части которого подводится газ. В рассекатели поток рассеивается на мелкие пузырьки, которые проходят через слой суспензии с поглотителем. Затем очищений газ проходит через влагоуловитель и отводится через патрубок в верхней части колонны. Такие установки обеспечивают надежную очистку газа Н2S до 0,0081 мг/м³ что соответствует требованиям качества газа.

В результате расчетов была подобрана установка очистки добываемого газа с производительностью по расходу моноэтаноламина 205 кг/сут.

.4 Одорирование природного газа

Очищенный природный газ не имеет цвета и запаха, поэтому для обнаружения его утечек газ предварительно одорируют (производят. добавку специальных веществ, которые обладают сильным специфическим запахом). В качестве одорантов применяют вещества, содержащие меркаптановую основу. Наиболее часто используют этилмеркаптан С2Н5SH. Среднегодовая норма расхода этилмеркаптана для одоризации природного газа составляет 16 г на 1000 м³ газа.

Для ввода одоранта в газопровод применяют в основном два типа установок - барботажную и капельную.

В работе для дальнейшего использования, подобрана установка УОГ-1. Схема данной установки представлена на листе 9.

Технические данные одоризатора УОГ-1 согласно [20]приведены ниже.

·              Рабочее давление в газопроводе, кгс/см² 2ч12

·              Производительность по одоранту, см³/ч 57ч3150

·              Перепад давления на диафрагме, соответствующий максимальному расходу газа, кгс/см² Не более 0,6

·              Погрешность одоризатора, % ±10

·              Циклы в минуту 2ч5

·              Температура воздуха, °С -40ч +50

·              Расход газа на питание системы управления, м³/ч 1

·              Размеры (без емкостей для одоранта), мм 165х150х800

·              Масса, кг 63

.5 Принцип работы спроектированного оборудования по подготовке газа к транспорту

Блок-схема оборудования представлена на листе 3.

Газ от скважины поступает на блок пылеуловителей, для очистки от механических примесей и конденсата. Отделенный конденсат по дренажным трубопроводам поступает в дренажный коллектор, после чего отводится в специальную емкость. Расчет и принцип действия пылеуловителя представлен в п.2.1 и 3.1 ПЗ.

После очистки газ поступает на блок осушки, где его осушивают до заданной точки росы Т=263 0К. Использованный при этом диетиленгликоль поступает на регенерацию. Расчет и принцип действия блока осушки представлены в п. 2.2 и 3.2 ПЗ.

Пройдя абсорберы, осушенный газ поступает на блок очистки от сероводорода, где из него удаляют примеси H2SCO2. Расчет и принцип действия установки представлены в п. 2.3 и 3.3 ПЗ.

В дальнейшем газ поступает в магистральный газопровод для транспортировки его к конечным потребителям.

Часть газа после прохождения блока очистки от сероводорода поступает на промысловую ГРС, для подготовки газа на собственные нужды предприятия. На ГРС газ проходит одоризацию на установке УОГ-1. Расчет работы одоризационной установки и принцип ее действия представлены в п. 2.4 и 3.4 ПЗ.

4. Безопасность жизнедеятельности и охрана окружающей среды

.1 Источники и основные производственные опасности на месторождении

Во время эксплуатации промыслового газодобывного и газотранспортного оборудования опасность для эксплуатирующего персонала представляют следующие основные факторы:

высокое давление природного газа и конденсата, находящегося в трубопроводах и в технологическом оборудовании;

физико-химические свойства сырья (газ, конденсат);

проведение на промыслах огневых и газоопасных работ;

сложные метеоусловия и связанные с ними особенности производственного освещения;

использование в технологическом процессе вредных веществ;

производство на промыслах работ, связанных с электрическим током и электроприборами.

Основными вредными веществами которые используются на УКПГ являются:

-       природный газ

-       газовый конденсат

-       метанол

-       диэтиленгликоль

-       одорант

Природный газ - вещество, которое легче воздуха, без цвета и запаха, обладающее токсичными свойствами. При больших концентрациях в рабочей зоне (более 20% от НКПВ) на организм человека действует удушающе, поскольку он вызывает кислородную недостаточность.

Пределы взpываемости природного газа установлены в интервале 5-15%. ПДК в воздухе рабочей зоны - 1% объемных единиц. При пересчете на углеводороды это составляет - 300 мг/м³.