Технологическая схема абсорбционной осушки газа

на Северных месторождениях

УКПГ к дальнему транспорту системы абсорбционной осушки газа включает в себя: технологические линии абсорбции воды; установку регенерации абсорбента; насосы для его перекачки; емкостной парк со вспомогательным оборудованием. Принципиальная схема осушки применяемая с незначительными изменениями на УКПГ на Севере представлена на рис.1.

Природный газ пройдя узел входных манифольдов поступает в С-1, где отделяется выделавшаяся на участке "забой-сепаратор" капельная жидкая фаза. После чего газ попадает в нижнюю часть А-1 на верхнюю ступень которого насосом Н-3 подается РДЭГ. При противоточном движении газа и абсорбента по высоте абсорбера происходит поглощение паров воды. После чего осушенный газ содержащий капли абсорбента с верха А-1 поступает в фильтр доулавливания гликоля Ф-1. Затем осушенный и очищенный газ пройдя регулируемый штуцер поступает в промысловый коллектор. Насыщенный влагой абсорбент с глухой тарелки (в нижний части А-1) поддается за счет избыточного давления подается в выветриватель Е-2, где при Р=0,3¸0,6 МПа происходит разгозирование гликоля. Насыщенный абсорбент из Е-2, через теплообменник Т-1, где он нагревается РДЭГ, поступает на тарелку питания десорбера Р-1. Тепловой режим работы установки регенерации поддерживается за счет подачи тепла из И-1. Разряжение в испарителя и десорбера создается вакуумным насосом Н-2, на который поступают пар и неконденсирующийся газ из Р-1 предварительно пройдя Х-1 Е-1. РДЭГ из испарителя отводится на Н-1 и подается через Т-1 (гликоль-гликоль), в накопительную емкость Е-3, откуда насосом высокого давления Н-3 перекачивается на верхнюю контактную тарелку А-1.

Проектные параметры работы абсорбции:

Расход газа (Q_г) 2,5-3 млн.м³/сут

Рабочее давление (Р_раб)7,2-8 МПа

Рабочая температура15-20 ⁰С

Расход абсорбента (Q_абс)12-15 м³/сут

Концентрация абсорбента (W₁) 99,2-99,5 вес.%

Концентрацияабсорбента(W₂)97-97,5 вес.%

Параметры установки регенерации:

Давление в испарителе (Р_ис)0,035-0,05 МПа

Давление верха десорбера0,02 МПа

Температура испарителя164 ⁰С

Температура верха десорбера70-90 ⁰С

Производительностьрегенерации10-17 м³/час

 

 

Выбор режима работы УОГ.

Экспл. показатели установок осушки газа зависят от первичных и вторичных факторов. Первичные факторы - Р,Т, состав газа на входе в УКПГ, концентрация осушителя в регенерированном растворе. Эти факторы определяют влагосодержание газа до и после абсорбера. Вторичные факторы УОГ- это степень насыщения абсорбента, эфф-ть работы оборудования, наличие в газе загр. примесей.

Влияние давления. Давление яв-ся основным фактором определяющим металлоемкость абсорбера, удельный расход осушителя, расход энергии на работу циркуляционного насоса и т.д. как правило установки абсорб. осушки газа проектируют на давление 7,4 МПа Со временем из-за снижения давления газа перед УКПГ возникает необходимость ввода ДКС с тем, чтобы обеспечить нормальный гидравл. режим в аппаратах УКПГ и м.т.п. В этих условиях вопрос о влиянии давления на процесс осушки газа превращается в вопрос о взаимоувязке показателей работы ДКС и установок осушки газа. При этом большое значение имеет выбор места расположения ДКС относительно технологических установок, до или после них.

При проектировании ДКС на ряду с пропускной способностью УКПГ учитывается также влияние Р на точку росы газа по воде, показатели блока регенерации, а также эколог. показатели установки. В общем виде влияние давления на показатели установки осушки газа представлены в табл.1.

Показатели получены при след. исход. данных: расход газа-10 млн.м³/сут, массовая конц. ДЭГ-99%,96,3%, Т контакта-26⁰С,ТТР-20⁰С. Со снижение давления увеличивается равновесная влагоемкость газа ввиду этого возрастает и кол-во влаги извлеченной из газа в аб-ре. Согласно приведенным данным проведения осушки при высоких давл. обеспечивает при прочих равных условиях снижение затрат на обработку газа, т.к уменьшаются затраты энергии на регенрацию насыщ. раст-ра и подачу раст-ра гликоля в аб-бер. При одинаковых концентрированного гликоля в рег.и насыщ. р-рах уд. расход ДЭГ нах-ся в практически мин. зависимости от кол-ва влаги извлек. из газа. Одновременно с ростом уд.расхода ДЭГа увеличивается также тепловая нагрузка испарителя и возд. хол-ка.

Со сниж. Р тр-ся более глубокая осушка газа с тем чтобы фактическая точка росы газа соотв. точке росы газа при зад. давлении. При сохр. объема добычи газа со сниж.давл. процесса повышается лин. скорость газа в аппаратах, что оказывает отрицат. влияние на работу УКПГ. в частности увеличивается капельный унос жидкости из входных сепараторов. Как правило капел. жидкость содер. минер.соли и мех.примеси. Эти вещества поглощаются раствором гликоля и накапливаются в нем снижая надежность эксплут. установок.

Следует отметить что расположение ДКС перед уст. абс. осушки газа позволяет поддерживать в абс. пост.Р и ввести процесс осушки газа в оптим. гидрорежиме в абсорбере и при низких уд.расходах осушителя, однако разпол. ДКС перед УОГ имеет и ряд негативных влиятелей на показание УКПГ. Отметим следующее:

1)в летние месяцы повышается Темпер. контакта пр-сса осушки, т.к. практически невозможно с примен. АВО газ охладить до темп-ры газа перед УКПГ. В виду этого потреб-ся использование более концентрированного р-ра гликоля для получения заданной Т.Р.Г (рис.1)

Кроме того при высоких темпер-рах контакта увелич. потери ДЭГа как в паравой фазе так и в виде отд-х капель

2)при работе входных сеп. с низкой эффект-тью вместе с кап. жидкостью на комп. агрегата попадает мех.примеси и мин.соли, отлагаясь на лопатках они сокращают межремонтный цикл агрегата

3)при размещениии всех ступенейДКС перед УКПГ с каждой установкой газ будет отводиться при давлении МТП. На каждой УКПГ требуется соот. капит.вложения для обес-ния работы системы. Во избежании этого в ряде случаев применяется схема согл. которой часть на дожатия газа устанавливается пред УГПК, а другая часть размещ. перед МТП. Осушенные потоки со всех УКПГ подаются на ед.площадку, здесь смесь дожимается до треб. давления и подается в МТП. Такое решение реализовано на месторож. Медвежье

Следует отметить что размещение ступени сжатия газа до и после установок осушки при сохранении проектных значений добычи газа или ее незначительное сокращ. потребует рекост. аб. иливвода новых технолог.ниток с тем чтобы обеспечить их нормальн. гидровл. режим. Поскольку величина уноса поглатителя влаги с обрабат.газом обратнопропорц. давлению с повыш.давления уменьш. равновесные потреи ингибиторов с обрабат газом.

Одновременно снижаются потери в кабельном виде. Унос гликоля в ГП может оказ. отриц. влиян. на его показатели. Это связано в первую очередь с возм.накоп.гликоля на отдельных участках МТП, что может повыс. перепад давл. в нем, кроме того уносимый гликоль теряется. что увеличивает эксплут. затраты.

Выбор температуры

тем-ра проц. осушки один из основных факторов опред.-х техноко-экон. показ. процесса аб. о.г. Чем ниже Т. газа при прочих равных условиях, тем меньше его влагоемкость, следовательно для извлечения влаги из газа потреб-ся меньш. уд. расход аб. это в свою очередь оказыв-ет сущ-ое влияние на метало и эноерго емкость блока регенер.-х УОГ Однако допуст. Т контакт огранич. вязкостью рас-ра получается при осушке газа рас-ром вязкостью не более 80-90 МПа*с. При увел. вязкости рас=ра выше этих значений сниж. интенсив процесса масса обмена между газом и осушителем затруд. достижения между ними равновесия. С учетом этого получена граф. завис-ть м/у Т. контакта и концентр. р-ра ДЭГ и ТЭГ (рис.2)

При выборе Т. контакта и концентр. р-ра необх. учитывать, что за счет поглащения аоды и метанола из газовой фазы происходит снижение вязкости р-ра. Верхнее значение Т. контакта прак-ки не огранич-ся, однако необх. иметь ввиду, что чем выше Т. газа. тем больше расход осушителя. При этом из-за большого кол-ва влаги извл. из газа в аб –ре резко увел-ся расход энергии в блоке регенер.Поэтому при повыш. Т. газа на входе в аб. выше 40 С рек-ся газ охлаждать это особенно важно когда осушку ведут при низких Р.

Т. абсорбента на входе в колону не должна превыш. Т. газа больше на 6-8С т.к. это приводит к увеличению его потерь. Если Т. гликоля ниже Т. газа, то происходит охлаждение газа и конденсация части тяжелых У/В что в свою очередь может привести к вспениванию аб. и как следствие захлебыванию тарелок и увелич. перепада Р. в колоне, Если же осушаемый газ имеет низкую Т можно установить теплообенник газ-гликоль для охлаждения регенер. р-ра гликоля. В отличие от Р. зависимость м/у Т газа и его влагосодер. прямая, чем ниже Т тем меньше равномесная влагоемкость газа. По этой причине влияние Т на показатели установок о.г. аналогично влиянию Р только в обрат. завис-ти, чем ниже Т проц-са, тем меньше концент.гликоля.

От значения Т зависит также равновесные потери гликолей с осуш. газом. Со снижением Т уменьш. кол-во влаги извлекаем-го из газа при его осушке. Соответ. сниж. и уд. расход осушителя. Это в свою очередь приводит к уменьшению общего объема растворенного в р-ре гликоля. Благодаря этому улучшается экол. хар-ка объекта т.к. уменьш. объем газов отводимых из выветривателей

Следует отметить. что потреи гликоля сниж. также за счет кар. уноса предпосылкой этого служит воз-ть более высокой степени коагуляции мелко дисперсных капель гликоля со сниж. Т. в сис-ме и облягчения условий их отделения от газа. Снижение Т контакта приводит также к сокращ. затрат тепла на работу блока регененер. В целом влияние Т. контакта аналогично влиянию Р на показатели установки о.г. Выбор каачества и кол-ва абсорбента