Эксплуатационные показатели установок абсорбционной осушки газа зависят от первичных и вторичных факторов.

Первичные факторы - давление, температура, состав сырьевогогаза на входе в УКПГ и концентрация осушителя в регенерированном растворе. Эти факторы определяют влагосодержание газа до и после абсорбера.

Вторичные факторы – установок осушки газа - степень насыщения абсорбера, эффективность работы оборудования, на­личие в газе загрязняющих примесей (пыли, механических примесей, минеральных солей и т.д.).

Влияние давления. Давление процесса является основным фактором, определяющим металлоёмкость абсорбера, удельный расход осушителя, подаваемого вабсорбер, расход энергии на работу циркуляционного насоса и т.д.

Как правило, установки абсорбционной осушки газа проек­тируются на рабочее давление 7,4 МПа. Со временем из-за снижения давления газа перед УКПГ возникает необходимость ввода ДКС с тем, чтобы обеспечить нормальный гидравли­ческий режим в аппаратах УКПГ и магистральном газопрово­де.

В этих условиях вопрос о влиянии давления на процесс осушки газа превращается в вопрос о взаимоувязке показате­лей работы ДКС и установок осушки. При этом большое зна­чение имеет выбор места расположения дожимной компрессор­ной станции (ДКС) относительно технологических установок: до или после них.

При проектировании ДКС наряду с обеспечением пропуск­ной способности УКПГ учитываются также влияние давления на точку росы газа по воде, показатели блока регенерации, а также экологические показатели установки.

Согласно приведённым данным проведение осушки при высоких давлениях обеспечивает при прочих равных условиях снижение затрат на обработку газа, так как уменьшаются затраты энергии на регенерацию насыщенного раствора и пода­чу раствора в абсорбер.

Со снижением давления процесса требуется более глубокая осушка газа с тем, чтобы фактическая точка росы газа соответ­ствовала точке росы газа при заданном давлении (давлении газа на входе в МГ).

При сохранении объёма добычи газа со снижением давле­ния процесса повышается линейная скорость газа в аппаратах, что оказывает отрицательное влияние на работу УКПГ. В ча­стности, увеличивается капельный унос жидкости из входных сепараторов. Если учесть, что до настоящего времени очистка гликолей от растворённых солей не находит промышленного применения, то размещение ДКС пе­ред установкой осушки приобретает дополнительное преиму­щество.

Следует отметить, что расположение ДКС перед установка­ми абсорбционной осушки газа позволяет поддерживать в аб­сорберах постоянное давление и вести процесс осушки газа в оптимальном гидравлическом режиме в абсорбере (по части скорости газа) и при низких удельных расходах осушителя (особенно в зимний период).

Однако размещение ДКС перед установками абсорбционной осушки газа имеет и ряд негативных влияний на показатели УКПГ. Из них можно отметить следующее:

1)в летние месяцы повышается температура контакта процес­са осушки, так как практически невозможно с применение АВО газ охлаждать до температуры сырьевого газа (температура газа перед УКПГ). Ввиду этого потребуется использование более концентрированного раствора гликоля для получения заданной точки росы газа (рисунок 1). Кроме того, при высоких температурах контакта увеличиваются потери ДЭГа как в паровой фазе, так и в виде отдельных капель;

2) при работе, входных сепараторов с низкой эффективностью вместе с капельной жидкостью на компрессорные агрегаты попадают механические примеси и минеральные соли. Отлагаясь на лопастях, они сокращают межремонтный цикл агрегатов;

3) при размещении всех ступеней ДКС перед УКПГ с каждой установки газ будет отводиться при давлении магистрального газопровода. На каждой УКПГ требуются соответствующее капиталовложения для обеспечения работы системы и резервирования мощностей ДКС. Во избежание этого в ряде случаев принимается схема, согласно которой часть мощностей на дожатие газа устанавливается перед каждой УКПГ,а другая часть размещается централизованно перед МГ. Осушенные потоки газа со всех УКПГ подаются на единую площадку, где смесь дожимается до требуемого давления и подаётся в магист­ральные газопроводы. Такое решение реализовано наместо­рождении Медвежье.

Поскольку величина уноса поглотителей влаги с обработан­ным газом обратно пропорциональна давлению, с повышением давления уменьшаются равновесные потери ингибиторов с об­работанным газом. Одновременно снижаются также их потери в капельном виде.

Унос гликоля в газопровод может оказать отрицательное влияние на его показатели. Это связано, в первую очередь, с возможностью накопления гликоля на отдельных участках МГ,что может повысить перепад давления в нём. Кроме того, уно­симый гликоль безвозвратно теряется, что увеличивает эксплу­атационные затраты на подготовку газа.

Выбор температуры. Температура процесса осушки газа – один из основных факторов, определяющих технико-экономические показатели процесса абсорбционной осушки газа. Чем ниже температура газа при прочих равных условиях, тем меньше его равновесная влагоёмкость. Следовательно, для из­влечения влаги из газа потребуется меньший удельный расход циркулирующего абсорбента. Это в свою очередь оказывает существенное влияние на металло- и энергоёмкость блока ре­генерации установок осушки газа. Однако допустимая темпера­тура контакта ограничивается вязкостью раствора.

Наибольшая депрессия по точке росы получается при осуш­ке газа раствором вязкостью не более 80-90 МПа^.с. При увеличе­нии вязкости раствора выше этих значений снижается интен­сивность процесса массообмена между газом и осушителем, затрудняется достижение между ними равновесия. С учётом этого положения получена графическая зависимость между температурой контакта и оптимальной концентрацией раствора ДЭГа и ТЭГа (рисунок 2).

Рисунок 2 – Зависимость оптимальной температуры контакта от концентрации растворов ТЭГа и ДЭГа

Поэтому при повышении температуры газа на входе в абсорбере выше 40 ^оС рекомендуется газ охлаждать. Это особенно важно, когда осушку газа ведут при низких давлениях. Температура абсорбента на входе в колонну не должна пре­вышать температуру газа больше чем на 6-8 ^оС,так как это приводит к увеличению его потерь. Если температура гликоля нижетемпературы газа, то происходит охлаждение газа и конденсация части тяжелых углеводородов, что в свою очередь может привести к вспениванию абсорбента и, как следствие, к захлебыванию тарелок, увеличению перепада давления в колонне.

Если же осушаемый газ имеет низкую температуру, то можно установить теплообменник газ – гликоль для охлаждения регенерированного раствора гликоля сырьевым газом.

В отличие от давления зависимость между температурой газа его влагосодержанием прямая: чем ниже температура, тем меньше равновесная влагоёмкость газа. По этой причине влияние температуры на показатели установок осушки газа аналогично влиянию давления, только в обратной зависимости. Чем ниже температура процесса, тем меньше расчётная концентрация гликоля, используемого для получения заданной точки росы газа. От значения температуры зависят также равновесные потери гликолей с осушенным газом.

Со снижением температуры уменьшается количество влаги, развлекаемой из газа при его осушке. Соответственно снижается и удельный расход раствора осушителя, подаваемого в абсорбер. Это, в свою очередь, приводит к уменьшению общего объёма растворённого в растворе гликоля газа. Благодаря это­му улучшается экологическая характеристика объекта, так как уменьшаются объёмы газов, отводимых из выветривателя и рефлюксной ёмкости.

Со снижением температуры уменьшаются и потери гликоля с осушенным газом. Следует отметить,что потери гликоля снижаются также за счёт капельного уноса. Предпосылкой этого служит возможность более высокой степени коагуляции мелкодисперсных капель гликоля со снижением температуры в системе и облегчения условия их отделения от газа.

Снижение температуры контакта приводит также к сокра­щению затрат тепла на работу блока регенерации, так как уменьшается количество воды, извлекаемой из газа. В целом влияние снижения температуры контакта аналогично влиянию повышения давления на показатели установки осушки газа и объём циркулирующего в системе осушителя.

 

34. 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.

Выбор качества и количества абсорбента. Показатели процесса осушки газа в значительной степени зависят также от качественных показателей (содержания в абсорбенте основного вещества, вязкости раствора, гигроскопичности и т.д.) и удельного расхода осушителя. Качественные показатели - ос­новные факторы, определяющие точку росы газа на выходе из абсорбера.

При осушке газов до точки росы –25 ^оС в большинстве слу­чаев применяют абсорбционные процессы с использованием водных растворов гликолей с массовым содержанием в нем осушителя 99 – 99,5 %. Количество раствора, подаваемого в аб­сорбер, определяют исходя из термодинамических параметров процесса (давление, температура). При этом концентрацию исходного (регенерированного) раствора гликоля, выбирают из условия равновесия между упругостью паров воды над раство­ром гликоля и упругостью паров воды в природном газе при заданной температуре контакта.

При выборе концентрации отработанного раствора осуши­теля необходимо, чтобы на входе газа в абсорбер давление па­ров воды над раствором, выводимым из аппарата, было не ни­же, чем давление паров воды в газе, поступающем на осушку. Если руководствоваться этим положением, то на выходе из колонны содержание воды в насыщенном растворе можно было бы поддерживать более 10 %. Однако на практике разбавление раствора гликоля допускается всего лишь на несколько про­центов.