Очистка, осушка и охлаждение газа

С ЗПА сырой газ по трубопроводам ø 325х14 собирается в два коллектора ø 1020х21,5 и направляется через цех очистки газа (ЦОГ) на ДКС- I ступени.

Высокие требования, предъявляемые техническими условиями на поставку агрегата ГПА-Ц-16 к компримируемому газу, увеличение по мере падения давления газа, содержания пластовой воды и мехпримесей в газе диктуют необходимость применения установки очистки газа высокой надежности и эффективности.

Назначение цеха очистки - очистка газа перед первой ступенью ДКС от капельной влаги и мехпримесей в соответствии с требованиями ТУ 26-12-638-82 (отсутствие капельной влаги, запыленность газа - 5 мг/м³).

Установка очистки газа состоит из двух ступеней:

- I ступень сепарации (С-101) предназначена для отделения от газа основного количества конденсата, пластовой и конденсационной воды (грубая очистка) в сепараторах ГП 554.00.000 производительностью 10 млн. м³/сут. (расчетное давление 6,3 МПа). Входное давление измеряется преобразователем давления. Значения показания давления высвечиваются на показывающем манометре. Значение давления отображается на стрелочном техническом манометре. В фильтрующей части сепаратора С-101 измеряется перепад давления поз. PDIA1-1.3 PDIA1-1.4. с передачей сигнала maх перепада давления в операторную ДКС на стойку системы «Автоматики» ШКС-04. Температура в сепараторе измеряется термометром сопротивления с передачей показаний в операторную ДКС на пульт АРМ оператора поз TE1-1.4 TI1-1.11. Уровень пластовой воды измеряется уровнемером поз. LIA 1-1-1.2 LIA 1-1.6. с выходом сигнализации на пульт операторной ДКС. Регулирование уровня жидкости производится системой регулирования поз. LITC1-1.5 LITC 1-1.8..1.10.

- II ступень – (Ф-101) - тонкая очистка газа от капельной влаги и мехпримесей в фильтр-сепараторах ГП 835.00.00.000-01 номинальной производительностью 25 млн. м³/сут. (расчетное давление 7,5 МПа). Установка состоит из 8 (6-сеноман, 2-валанжин) технологических линий. Эффективность очистки газа от мехпримесей по фильтр-сепаратору составляет от 90 % до 100 % в зависимости от размеров частиц, по жидкости - не более 100 мг/м3 газа. Перепад давления поз. PDIA1-2.1 PDIA1-1.13. с передачей сигнала maх перепада в операторную ДКС на стойку системы «Автоматики» ШКС-04. Уровень воды измеряется уровнемером поз. LITC 1-1.15..1.17, включенным в систему регулирования уровня с выходом сигнализации на пульт операторной ДКС на стойку системы «Автоматики» ШКС-04.

Для разделения воды и газового конденсата, поступающих через клапанные сборки сброса воды и газового конденсата с С-101 и Ф-101, предусматриваются две разделительные емкости Р-101 (одна рабочая и одна резервная). Подача жидкости в разделитель из сепараторов С-101 регулируется в зависимости от давления в разделителе, с подачей max сигнализации на пульт АРМ оператора поз.PIC1-3.1 PTC1-1.24..1.25. Давление в самом разделителе регулируется системой регулирования поз.PIC1-1.3 PITC1-1.19..1.22 с выдачей сигнала на пульт операторной ДКС стойку системы «Автоматики» ШКС-04. Уровень воды измеряется уровнемером поз. LT 1-1.29 LITC 1-3.2., включенным в систему регулирования уровня поз. LITC 1-1.19..1.22 с выходом сигнализации на пульт операторной ДКС стойку системы «Автоматики» ШКС-04.

Из разделительной емкости пластовая вода и конденсат направляются через дегазатор на очистные сооружения (нефтеловушку) через КНС промстоков ЦОГ и Е-310 технологического цеха №1 (Е-310 №2 используется для сбора и дополнительной дегазации насыщенного ВМР перед отправкой в парк метанола), но, учитывая очень малое количество конденсата в пластовой воде, предусмотрена возможность отвода пластовой воды с конденсатом сразу в емкость дегазации или в Е-310 на УКПГ, минуя разделительные емкости.

После цеха очистки газ дожимается на компpессоpах типа ГПА-Ц16, проходит АВО газа и из общего коллектора ø 1020х21,5 по тpубопpоводам ø 325х14 подается в технологические цеха №1,2 на 16 технологических ниток установки комплексной подготовки газа (УКПГ).

На УКПГ эксплуатируются многофункциональные аппараты (МФА) типа ГП.365.04.000 проектной производительностью 5 млн. м³/сут. Аппарат представляет собой колонну высотой 16000 мм и диаметром 1200 мм функционально разделенную на три секции: сепарации, абсорбции и секции улавливания гликоля. Первая по ходу газа секция состоит из сетчатого отбойника, расположенного непосредственно на входе газа, и одной сепарационной тарелки с 86 сепарационными элементами центробежного типа диаметром 60 мм.

В соответствии с техническими предложениями дочернего открытого акционерного общества «Центральное конструкторское бюро нефтеаппаратуры» (ДАО «ЦКБН») в 2002 – 2004 гг. была проведена модернизация абсорбционного оборудования МФА с использованием насадки ГПР 1993.01.000 ЦКБН.

Работа модернизированного аппарата состоит в следующем: сырой газ, поступает в кубовую часть аппарата через штуцер входа газа и далее, через сепарационную секцию на газораспределительную тарелку, состоящую из 4-х патрубков ø 219х4 мм, после которой равномерным потоком подается на нижнюю секцию массообменной насадки, состоящей из пакетов регулярной пластинчатой насадки.

Регулярная насадка работает следующим образом: жидкая фаза (РДЭГ) стекает в массообменную секцию через трубчатый распределитель жидкости в виде тонкой пленки, равномерно распределяясь по поверхности пластин и взаимодействуя с восходящим потоком газа.

Гофрирование листов насадки, выполненный с обратно вогнутыми элементами, которые расположены в местах пересечения параллельных линий с ребрами гофр, а также поперечные надрезы в виде треугольников вдоль этих линий турбулизируют жидкостную пленку, способствуя тем самым увеличению поверхности контакта фаз вследствие ее интенсивного обновления.

Таким образом, газ проходит все 25 слоев снизу вверх, контактируя с нисходящим потоком жидкости.

Далее газ минует распределитель жидкости (гликоля) и поступает в газораспределительную секцию, которая представляет собой два слоя из регулярной пластинчатой насадки, где проходит выравнивание и частичная сепарация потока осушенного газа после распределителя жидкости. Тем самым создаются благоприятные условия при поступлении газа на тарелку с фильтр - патронами.

Газ поступает на тарелку с фильтр-патронами, на которой происходит улавливание капель жидкости.

Насыщенный влагой ДЭГ собирается на газораспределительной полуглухой тарелке в нижней части колонны и выводится из аппарата.

Модернизации МФА проведена на технологических нитках №№1–9, 11,13.

Последняя по ходу газа секция улавливания ДЭГ (коагулирующая) состоит из перегородки с размещенными на ней 54 фильтр-патронами длиной 1200 мм и диаметром 100 мм и сепарационной тарелки, аналогичной примененной в нижней сепарационной секции МФА. Фильтр-патроны выполнены в виде перфорированного цилиндрического каркаса с намоткой 10-15 слоев стеклохолста, а в последнее время применяется тех.полотно из синтетических волокон. Изнутри и снаружи слой фильтрующего материала закрепляется 2-3-мя слоями рукавной сетки.

Технологические нитки, на которых не проведена модернизация, работают идентично, поэтому ниже приводится описание работы одной технологической нитки.

Сырой газ из общего коллектора ø 1020х24 поступает через входной кран Ду300 Ру110 «Grove» (Италия) под полуглухую тарелку в сепарационную секцию А-201.

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 конденсатом. Отсепарированная жидкость и мехпримеси скапливаются в нижней части аппарата, защищенной от возмущения потоком газа перегородкой из просечного листа. Уровень жидкости измеряется и регулируется системой измерения уровня поз. LHCA 2-1.3 LTCA 1-1.3..1.4. с выдачей сигнализацией max min на монитор АРМ оператора УКПГ. Газ, частично очищенный, поступает на сепарационную тарелку, где от него под действием центробежных сил отделяются мелкодисперсные капли, которые в виде жидкостной пленки стекают на полотно тарелки и далее через сливную трубу в накопительную часть сепарационной секции МФА. Отсепарированная жидкость, пройдя фильтр, сбрасывается в разделительную емкость Е-310/1.

Очищенный от капельной жидкости газ, направляется через конусообразный патрубок полуглухой тарелки в массообменную секцию, где, многократно контактируя с раствором ДЭГ, осушается. Механизм осушки газа представляет собой процесс абсорбции влаги, находящейся в парообразном состоянии, концентpиpованным pаствоpом диэтиленгликоля. Интенсивность контакта достигается путем барботажа газа через слой ДЭГ на ситчатых тарелках, работающих в режиме уноса. Увлеченный потоком газа с сетчатой тарелки ДЭГ улавливается вышележащей сепарационной тарелкой и через гидрозатвор возвращается на повторное контактирование на сетчатую тарелку. Таким образом, осуществляется циркуляция ДЭГ внутри ступени контакта. Концентpиpованный ДЭГ, сливаясь вниз по тарелкам, поглощает влагу из газа, пpи этом сам насыщается влагой и концентpация его снижается с 99,3 % вес. до 97,3 % вес. Насыщенный ДЭГ с концентрацией 97,3% весовых собирается на полуглухой тарелке абсорбера, где происходит измерение и регулирование уровня поз. LHCA2-1. 2 LTCA1-1.1..1.2 и автоматически через клапан-регулятор 106 NGG («Airtorque» АТ 30 – DА) Ду20 Ру10 поступает в выветриватель В–301 на установку регенерации ДЭГ. При снижении уровня ниже допустимого срабатывает блокировка на закрытие клапана-регулятора 106 NGG («Airtorque» АТ 30 – DА), который работает и как клапан - отсекатель.

Осушенный от влаги газ из массообменной секции направляется в секцию улавливания (коагуляции), где от него отделяется унесенный капельный ДЭГ с помощью фильтр-патронов. Уловленный ДЭГ из секции улавливания поступает по переточному трубопроводу в линию сброса НДЭГ с полуглухой тарелки МФА. Регенерированный ДЭГ в МФА подается насосами Н-310. Регулирование производительности насосов производится посредством преобразователя ЭКТ-160. Количество регенерированного ДЭГ, подаваемого в МФА, контролируется диафрагмой с сигнализацией минимального расхода поз PDIE2-1.1 PDT1-1.11. Осушенный газ после МФА последовательно проходит замерную диафрагму УСБ-300 поз. PDIE 2-1.4 FT1-1.9, выходной запорный шаровой кран Ду300 Ру110 и с давлением 2,9 2,7÷3,1 2,9 МПа и температурой 8-12 25ºС поступает на ДКС-II ступени по двум трубопроводам ø 1020х21,5. При необходимости сырой газ можно сбросить из технологической нитки на факел через запорный шаровой кран Ду150 Ру110, врезанный в линию ввода сырого газа в абсорбер. Температура контролируется преобразователем температуры WIKA TRD 20 поз. TE1-1.7.

Измерение точки росы по влаге производится влагомером «Конг – Прима 2», находящимся на 2 технологической нитке замерного узла УКПГ-8, с выводом показаний на монитор АРМ оператора.

Двухступенчатая осушка газа

На УКПГ–8 предусмотрена схема двухступенчатой осушки газа:

Газ сырой после ЗПА с давлением 1,4 1,3÷1,8 1,5 МПа, температурой 5÷10°С поступает в технологический цех №2, где происходит предварительная его очистка от пластовой жидкости, механических примесей в сепарационной части абсорберов А–201№№9÷16 и предварительная осушка в абсорбционной части. Далее частично осушенный газ направляется в технологические нитки №№1÷6 цеха очистки газа, проходит через сепараторы С–101, фильтр–сепараторы тонкой очистки от мехпримесей Ф–101. Очищенный от капельной жидкости и мех.примесей газ после ЦОГ смешивается с осушенным газом УКПГ–8В после крана №108 и регулирующего клапана «Моквелд». Далее смешанный газ поступает на I ступень ДКС–8, где происходит его повышение давления до 3,0 2,7÷3,2 2,9 МПа компрессорами типа ГПА–Ц–16/56. После ГПА нагретый до температуры 60 ÷ 80°С газ проходит через 5÷10 секций АВО газа, в зависимости от наружной температуры окружающего воздуха, охлаждается до температуры 8÷25°С и по перемычке Ду1000 с краном №103 поступает в агрегаты ГПА–Ц–16/76 II ступени ДКС–8. На II ступени ДКС происходит повышение давления газа до 5,1-5,5 МПа, температуры – до 60 ÷ 80°С. После ГПА II ступени нагретый газ проходит через 17 15 секций АВО газа, где охлаждается до температуры 5 ÷ 25°С в зависимости от наружной температуры. Частично осушенный газ через кран №105 поступает в технологические нитки №№1÷8, где происходит окончательная его осушка в абсорберах с помощью ДЭГ в соответствии с требованиями ОСТ 51.40–93. Далее осушенный от влаги и очищенный от мех.примесей газ проходит кран №106, поступает в узел замера газа, где определяется его количество и направляется в межпромысловый коллектор для дальнейшей транспортировки.

Для обеспечения абсорбционной осушки газа применяется двухступенчатая подача диэтиленгликоля в технологические нитки №№1÷16:

– на первую ступень (тех. нитки №№1÷8) регенерированный ДЭГ подается насосами высокого давления;

– на вторую ступень (тех. нитки №№9÷16) насыщенный ДЭГ подается из абсорберов технологических ниток №№1÷8 под собственным давлением, далее в систему регенерации.

Таблица 3.1 – Положение межстанционных и межцеховых кранов при двухступенчатой схеме осушки газа

Места установки кранов	Номера кранов	Положение кранов
Коллектор Ду1000 сырого газа после ЗПА		открыт
Коллектор Ду1000 сырого газа после ЗПА		закрыт
Коллектор Ду1000 сырого газа после крана №8´		закрыт
Входной коллектор Ду1000 технологических цехов №№1,2	2с	закрыт
АВО газа технологических цехов №№1,2	3с,9с	закрыты
7с,8с	открыты
4с,5с,6с	закрыты
Узел подключения 2-ой ступени ДКС	102,103,7,8,19, 20в´,20в	открыты
7а,20,21	закрыты
Узел подключения 1-ой ступени ДКС	7´,7б´,8´	открыты
7а´,20´	закрыты
Коллектор Ду1000 осушенного газа после ЦОГ	7в,7в´,108	открыты
Коллектор Ду1000 после крана №8	19,105,106	открыты
21,104	закрыты

Установка регенерации ДЭГ