Абсорбція вступ

Рисунок 3.6.2.6. Принципиальная технологическая схема осушки газа на Ямбургском ГКМ
А-1 – многофункциональный аппарат; Р-1 – колонна регенерации;
Х-1 – конденсатор; П-1 – печь; ВХ-1, ВХ-2 – аппараты воздушного
охлаждения; Е-1, Е-2, Е-3 – емкости; Н-1, Н-2, Н-3, Н-4 – насосы
Ішні вимоги, що висуваються останнім часом до якості підготовки газу (температура точки роси, температура точки роси, температура готування газу (температура точки роси по волозі в літній період не вище мінус 15 °С при р = 4,0 МПа) для будь-яких районів експлуатації:
- зменшення обсягів переробки газу на УКПГ, що впливають на діапазон ефективної роботи технологічного обладнання фективної роботи технологічного обладнання;
- забезпечення тиску закачуваного в газопровід осушеного газу, що закачується в газопровід, не нижчого за транспортний за рахунок 2 ступеня компримування в ДКС, встановленій на виході з УКПГ.
Досвід експлуатації установок абсорбційного осушення газу, а також розрахунково-аналітичні дослідження показують, що за наявною технології в умовах падаючого пластового тиску за температури газу, що надходить на осушення, вище 25 °С (літній режим експлуатації) вимоги до якості підготовки газу до транспорту (забезпечення температури готування газу до транспорту (забезпечення температури точки роси мінус 15 °С при р = 4,0 МПа) практично важко виконуються.
На деяких ГКР осушення природного газу здійснюється на установках абсорбційного осушення, які, відрізняються кращою компактністю, яка була досягнута завдяки застосуванню більш досконалішого вітчизняного обладнання та великої одиничної потужності.
Принципова технологічна схема установки осушення родовища газу наведена на рис. родовища газу наведено на рисунку.
Абсорбційне осушення газу здійснюється в багатофункціональних апаратах (МФА), які складаються з 3-х секцій: вхідної сепараційної, масообмінної та фільтрувальної.
Вхідна сепараційна секція складається з тангенціальної перегородки із сітчастим відбійником чатим відбійником і тарілок із відцентровими сепараційними елементами. Масообмінна секція МФА складається з чотирьох сітчастих контактних тарілок лок, між якими розташовані тарілки з відцентровими сепараційними елементамисепараційнимиелементами.
Фільтрувальна секція МФА складається з тарілки з фільтр-патронами і тарілки з відцентровими сепараційними елементами для запобігання винесення капельної фази гліколю з потоком осушеного газу.
Для запобігання розтеплення ґрунтів уздовж траси газопроводів передбачено перед подачею осушеного газу в газотранспортну систему охолодження газу до температури мінус 1°С з використанням апаратів повітряного охолодження (АВО) і турбодетандерних агрегатів (ТДА). При цьому в зимовий період охолодженняохолодження газу здійснюється шляхом використання АВО, а в літній - АВО і турбодетандерних агрегатів (ТДА).
На родовищі Заполярного груга реалізовано проєкт установок абсорбційногоосушення природного газу, що дав змогу звести до мінімуму потрапляння мінеральних солей у водний гліколю, що досягнуто технологією з промивання газу у вхідному сепараторі рефлюксною рідиною блоку регенерації ДЕГ.
Розроблення цього проєкту було зумовлено досвідом експлуатації УКПГ з використанням абсорбційної технології осушення природного газу, який показав, що у вхідних сепараторах показав, що у вхідних сепараторах не відбувається повного відділення крапельної фази від газової фази, і деяка частина її разом із газом надходить в абсорбер, у якому відбувається поглинання водним розчином регенерованого ДЕГ. Це призводить під час експлуатації установок абсорбційного осушення газу до накопичення в розчині ДЕГ мінеральних солей, що містяться в крапельній волозі пластової води. Під час регенерації насиченого розчину гліколю присутність солей у ньому призводить до відкладення солей на поверхнях обладнання регенератора (десорбера) і труб теплообмінних апаратів, що спричиняє підвищену інтенсивність корозії, збільшення теплоенергетичних витрат, зниження теплообміну тощо.



Рисунок - Принципова технологічна схема установки осушення газу на Заполярному ГКР

Принципову технологічну схему установки абсорбційного осушення природного газу на Заполярному ГКМ наведено на рисунку. Установка абсорбційного осушення газу на Заполярному ГКМ складається з декількох блоків.

У блоці осушення газу сирий газ надходить у вхідний сепаратор С-1, де з нього відокремлюються краплинна рідка фаза і механічні домішки, а відсепарована газова фаза надходить у нижню частину абсорбера А-1. Вхідний сепаратор С-1 виконано з масообмінними пристроями, у якому передбачено подавання рефлюксної рідини з блока регенерації ДЕГ у протитечію до потоку природного газу, що забезпечує відокремлення від газу механічних домішок і пластової краплинної води, яка містить мінеральні солі.
При можливому винесенні крапельної вологи з газом, концентрація в ній солей буде значно меншою через розведення пластової води рефлюксною рідиною з блоку регенерації ДЕГ.
Рідка фаза з низу сепаратора С-1 надходить у збірник Тр-1 і далі в трьохфазний роздільник Р-1, з якого воднометанольний розчин надходить в установку регенерації метанолу.
Насичений водний розчин ДЕГ виводиться з абсорбера, дроселюється і потім надходить у дегазатор Д-1. Проектом установки передбачено можливість поділу насиченого розчину гліколю на виході з Д-1 на два потоки: один потік (менший за кількістю) може подаватися як зрошення на верхню тарілку колони регенератора РД-1, а інший потік проходить рекуперативний теплообмінник Т-1 і подається в середню частину ректифікаційної колони на регенерацію.
З верху колони РД-1 парова фаза води і метанолу надходить у повітряний холодильник ВХ-1, в якому, охолоджуючись, конденсується і надходить у рефлюксну ємність Р-2. З Р-2 один потік рідини насосом Н-2 подається на зрошення на верхню тарілку ректифікаційної колони регенератора РД-1, а інший -- тим же насосом подається в буферну ємність Е-7, звідки насосом Н-4 направляється в сепаратор С-1 у протитечію газу. Проектом установки також передбачена подача рефлюксної рідини (або її частини) з Р-2 у збірник Тр-1 з подальшою обробкою разом із рідкою фазою, що надходить із вхідного сепаратора С-1. У ємності Р-2 передбачено також відділення вуглеводневої фази, яка виділяється з розчину гліколю під час його регенерації. З Р-2 вуглеводнева фаза виводиться окремим потоком. Регенерований розчин ДЕГ зі збірки блока регенерації гліколю насосом Н-7 через рекуперативний рекуператор теплообмінник Т-1 подається в буферну ємність Е-1 і потім насосом Н-1 на зрошення в абсорбер А-1.
З ємності Р-2 парова фаза надходить у вакуум-насос Н-6, в якому в якості затворної рідини в насос Н-6 якості затворної рідини в насос подається оборотна вода. З насоса Н-6 водно-газова суміш надходить у вакуумний сепаратор ВС-1, в якому вона розділяється на дві фази: парова фаза відводиться на факел, а рідка фаза – гідрозатворна рідина з низу сепаратора надходить у буферну ємність Е-3. З ємності Е-3 рідина забирається насосом Н-5 і через апарат повітряного охолодження ВХ-2подається у вакуум-насос Н-6 як рідина-затвор.
На ГПЗ абсорбційне осушення газу здійснюється з використанням технології гліколю в потік газу в апаратах, які називаються розпилювальними абсорберами. Ефективність такого процесу абсорбційного осушення газу багато в чому визначається ступенем розпилення розчину гліколю в потоці газу, що здійснюється спеціальними форсунками. Розпилена рідина і великі швидкості газу (1-10 м/с) через створену турбулентність і високої дисперсності частинок рідкої фази гліколю в потоці створюють велику поверхнюконтакту фаз і забезпечують інтенсивний масообмін між ними.
Найефективніший процес масообміну протікає під час впорскування гліколю назустріч газовому потоку з утворенням туманоподібного стану. Межа дисперсного стану (розміру) частинок рідкої фази гліколю лімітується існуючою конструкцією сепараторів (типом внутрішніх сепараційних елементів та інших пристроїв). Процес абсорбційного осушення починається в конусі форсунки у момент утворення високодисперсної фази гліколю в потоці газу і закінчується в об'ємі розпилювального абсорбера і в сепараторі.
Принципова технологічна схема установки абсорбційного осушення газу за технологією впорскування гліколю в потік газу представлена на рисунку.
Сирий газ (потік I) надходить у рекуперативний теплообмінний апарат Е01, в якому охолоджується товарним газом (потік II), що надходить із блоку низькотемпературної абсорбції кислих компонентів, і потім надходить у вхідний сепаратор В01, у якому відокремлюється від газового потоку крапельна рідка фаза. Потім цей потік газу проходить через другий рекуперативний теплообмінник Е02 і пропановий холодильник Е02 і пропановий холодильник-випарник EO3, надходить у трифазний осушений газ за температури від 28 до 30 °С надходить в абсорбер для очищення від меркаптанів. Для запобігання утворенню гідратів у низькотемпературні вузли установки подають 80 %-вий водний розчин моноетиленгліколю (МЕГ). Із трифазного роздільника В02 рідка фаза, що являє собою суміш газового конденсату, водного розчину МЕГ і аміну, надходить у сепаратор-роздільник В08. Вуглеводневий конденсат із трифазного роздільника направляється на подальшу переробку.

Рисунок - Принципова технологічна схема установки абсорбційного осушення на Оренбурзькому ГПЗ

Е01, Е02, Е12, Е13 - рекуперативні теплообмінники; Е03 - пропановий випарник; Е14 - водяний холодильник; В01 - сепаратор; В02 - трифазний роздільник; В08 - двофазний роздільник; В09, В11 - буферні ємності; В12 - ємність зрошення; F - фільтр; БР - блок регенерації абсорбенту; Р02, РОЗ - насоси; I - сировинний газ; II - газ з установки НТА; III - відсепарований газ; IV - нестабільний конденсат; V - насичений розчинабсорбенту; VI - регенерований розчин абсорбент

Насичений гліколь із низу апаратів В02 і В08 надходить у буфернуємність кость В09 і далі проходить фільтр F для очищення від механічних домішок.
Технологія впорскування в поєднанні з охолодженням газу дає змогу значно знизити температуру точки роси при знижувати температуру точки роси за певного співвідношення потоків газової фази і абсорбенту й одночасно ефективно осушувати газ із використанням розчину МЕГ концентрацією 70-80%. Поряд із цим, технологія осушення газу впорскуванням гліколя відрізняється великими втратами абсорбенту з газовим конденсатом тощо.
Абсорбційне осушення газу в апаратах із контактними пристроями тарілчастого або насадочного типу шляхом чатого або насадочного типу шляхом протитечії гліколю і газу дає змогу звести до мінімуму втрати абсорбенту, але для досягнення необхідної температури точки роси по волозі потрібен більш високий ступінь регенерації гліколю (до 95-99%).