Оптимизация работы установки регенерации ДЭГ

Как указывалось в описании технологической схемы, назначение установки регенерации абсорбента состоит в получении необходимой концентрации регенерированного гликоля, которая при выбранной величине его подачи в абсорбер обеспечивает требуемое качество осушки газа. На установках регенерации, находящихся в эксплуатации возможный диапазон регулирования концентрации регенерированного гликоля составляет 0,8-1,0 % и полностью определяется параметрами работы испарителя: давлением, температурой. Некоторые отклонения в концентрации от расчетной наблюдаются лишь при загрязнении гликоля солями и продуктами разложения.

Экономичность процесса регенерации определяется объемом отпариваемой в десорбере воды и потерями диэтиленгликоля с дистиллятом верхнего продукта. Если объем отпариваемой воды и затраты тепла на ее отделение практически не зависят от состояния системы регенерации, то потери диэтиленгликоля с отпариваемой водой полностью определяются ее рабочим режимом и исправностью аппаратов. Согласно общим термодинамическим представлениям, состав жидкости и пара наверху десорбера однозначно определяется двумя параметрами: давлением и температурой и совпадает с линией кипения жидкости, находящейся на верхней тарелке. Так если бы на верхней тарелке находилась чистая вода, то давление наверху десорбера было бы равно давлению насыщенных паров воды при температуре верха. При любой другой температуре величина давления могла бы быть найдена по таблицам зависимости давления насыщенных паров воды от температуры. На практике из-за присутствия в воде диэтиленгликоля, имеющего значительно более высокую температуру кипения, температура на верхней тарелке всегда выше, чем рассчитанная для чистой воды. Для снижения потерь гликоля обычно увеличивают количество подаваемого орошения, которое, испаряясь, конденсирует пары, поступающие на верх десорбера, и за счет разбавления снижает концентрацию гликоля в жидкости на верхней тарелке.

При этом увеличение подачи орошения до определенных пределов (до величин флегмового числа 1÷1,5) способствует снижению потерь. Дальнейшее увеличение подачи орошения ведет к росту потерь за счет увеличения скорости движения паров в десорбере и межтарельчатого уноса жидкости. Подача чрезмерно большого объема орошения снижает температуру испарителя и концентрацию регенерированного гликоля, повышает тепловую нагрузку на конденсатор - холодильник. При некотором предельном объеме подаваемого орошения может произойти «захлебывание» десорбера. В этом случае поток паров наверху десорбера отсутствует (кипение жидкости на верхней тарелке прекращается), температура верха быстро снижается. Одновременно с этим снижается и температура в испарителе. После этого следует обратный практически неуправляемый процесс: резкое вскипание обводненного гликоля в испарителе, выброс большого объема паров в десорбер с одновременным ростом давления и температуры, появление дистиллята с большим содержанием гликоля. После нескольких колебаний регенерация восстанавливается, при этом обязательно уменьшают объем подаваемого орошения.

Из описания этого процесса ясно, что такой режим является аварийным и его не следует допускать.

Оптимальная подача орошения определяется флегмовым числом 0,4 ÷ 0,6 (отношение объема орошения к объему дистиллята), отклонение от которого ведет к увеличению затрат на регенерацию. При этом давление в системе регенерации повышается, а концентрация регенерированного гликоля снижается. Таким образом, порядок оптимизации технологического режима работающей установки регенерации заключается в следующем:

− регулированием задвижки на работающем вакуум-насосе Н-306 устанавливается давление разряжения в испарителе 0,04 ÷ 0,05 МПа;

− регулированием подачи рефлюкса на орошение Д-301 и величиной давления водяного пара устанавливается температура в испарителе И-301, равная 160÷164°С;

− после стабилизации режима работы десорбера давление в испарителе постепенно снижается до 0,06÷0,07 МПа в зависимости от требуемой концентрации регенерированного гликоля;

− корректировкой подачи орошения устанавливается флегмовое число, равным 0,4÷0,6, ввиду отсутствия расходомера для измерения количества отводимого дистиллята необходимо пользоваться его ориентировочной величиной, полученной по результатам исследований, равной 600÷800 кг/ч. Тогда количество подаваемого орошения должно быть равно 300÷400 кг/ч (35÷40 % от общего количества образующегося дистиллята).

При больших потерях, превышающих 0,5÷0,6 %, флегмовое число увеличивают до 0,8÷1,0. Если такая мера не дает желаемых результатов, то необходимо выполнить ревизию внутренних устройств десорбера. Часто отказы работы установки регенерации происходят из-за «срыва струи» на горячем насосе Н-304, причиной которого является вскипание регенерированного гликоля во всасывающем патрубке и подсос воздуха через сальники насосов и задвижек, неплотности во всасывающем коллекторе и трубопроводах. Эти отказы диагностируются при переводе установки регенерации в атмосферный режим и внешнем осмотре. В этом случае регулировку режима ведут на минимально возможном давлении в десорбере, при котором сохраняется устойчивость работы горячих насосов, а возникающее при этом снижение концентрации регенерированного гликоля компенсируют увеличением его подачи в абсорберы.

Температура подаваемого наверх десорбера орошения обычно не имеет большого значения, т.к. отвод тепла осуществляется за счет его испарения, теплота которого на порядок выше теплосъема за счет нагрева орошения до температуры верхней тарелки. Однако, с повышением температуры в рефлюксной емкости одновременно возрастает температура отсасываемых вакуум-насосом газов и паров. При этом давление в системе регенерации повышается, а концентрация регенерированного гликоля снижается.

Узел редуцирования газа на собственные нужды

В каждом технологическом цехе имеется узел редуцирования газа на собственные нужды. Параметры газа на собственные нужды:

− температура не ниже 10 ºС;

− давление 0,25-0,30 МПа.

К потребителям относятся: котельная, небольшое количество газа используется для передавливания жидкости из заглубленных емкостей Е-305, питание пилотной горелки факела и ГФУ УКПГ-8В. Отбор газа на собственные нужды (на узле редуцирования) производится с линии выхода осушенного газа или с линии сырого газа технологических ниток № 8,9, а также есть возможность подачи газа на узлы редуцирования по трубопроводу Ду50 с первой секции АВО газа 1-го технологического цеха УКПГ.

Газ, пройдя первую ступень редуцирования на 2-х клапанах-регуляторах 106NGG («Airtorque» АТ 30 – DА) до давления 2,5 МПа, проходит хозрасчетную замерную диафрагму и поступает в теплообменник Т–201 «труба в трубе», где нагревается водяным паром до температуры 120 ÷ 130ºС. Затем газ поступает на вторую ступень редуцирования. Давление газа, после второй ступени редуцирования 0,30 МПа поддерживается тремя, параллельно установленными клапанами-регуляторами давления ПОУ-8. Температура газа понижается на 10 ÷ 15°С. Давление, и температура газа контролируется по месту техническим манометром и термометром и аналоговыми датчиками температуры и давления с выходом показаний выводятся на АРМ оператора.

Для обеспечения бесперебойного снабжения газом собственных нужд (в случае аварийной остановки) подача газа на узел редуцирования возможна из межпромыслового коллектора по внутрипромысловому коллектору ø1020х24 на АВО газа №1,2 через линии входа-выхода осушенного или сырого газа технологических ниток №8,9.

Дренажная система установки

Во время планово-предупредительных ремонтных работ, для освобождения аппаратов и емкостей УКПГ-8 от остатков жидкостей предусмотрена дренажная система, которая включает в себя:

− заглубленные герметичные емкости Е-305 №№1, 2 которые работают с периодическим набором избыточного давления газом до 0,3 МПа после второй ступени узла редуцирования газа;

− сеть трубопроводов Ду80, Ду50 в технологических цехах №№1,2, ЦОГ и котельной ДЕ, ДКВР;

− канализационные промышленные колодцы с трубопроводами Ду-150,Ду-100;

− КНС промстоков УКПГ-8, ЦОГ.

Факельная система установки

На основании изысканий ОАО «ВНИПИгаздобыча» И-4187-595649 л. 7,11 в 2008 году была произведена реконструкция факельной установки УКПГ-8, в результате которой смонтировано горизонтальное горелочное устройство (далее ГГУ) КМЕВ.611256.062.00.000 разработанное и изготовленное ООО ФПК «Космос-Нефть-Газ».

Реконструкция факельной установки предусматривает использование существующих подземных коллекторов освобождения газа из технологического цеха очистки газа Ø325x12, трубопровода продувки сырого газа Ø325x14, трубопровода топливного газа Ø57x4, существующей площадки вертикального факела и новой площадки горизонтального факела и свечи.

Вновь спланированная площадка, включающая в себя ГГУ, свечу и трубопроводы подключения, располагается на площадке существующего вертикального факела.

ГГУ Q=27,5тыс.ст.м³/час предназначено для сжигания периодических сбросов сырого газа сеноманской залежи на УКПГ-8 при продувке шлейфов. На ГГУ установлены дежурные горелки, выполняющие роль пилотных огней, и запальные горелки, служащие для зажигания пламени.

Для освобождения аппаратов и трубопроводов технологическом цеха и цеха очистки газа при аварийном сбросе газа или останове их на плановую ревизию выполнена свеча Ду300.

На площадке расположены следующие трубопроводы:

− трубопровод продувки на факел Ø325x8 Рраб=2,91 МПа;

− трубопровод освобождения системы Ø325x10 Рраб=5,4 МПа;

− трубопровод топливного газа Ø57x4, Ø32x3 Рраб=0,6МПа.

Для продувки шлейфов, вывода кустов на температурный режим проложен трубопровод продувки газа на факел Ø325x8 от существующего подземного коллектора Ø325x14 до горизонтального горелочного устройства.

Трубопровод освобождения системы Ø325x10 проложен от существующего подземного трубопровода Ø325x12. Для снижения давления перед свечой установлена дроссельная шайба 100x200x30 Ду 300 Ру100 с диаметром отверстия 30мм.

Для подвода газа к узлу подачи топливного газа выполнен трубопровод Ø57x4 от существующего трубопровода Ø57x4. От узла подачи, поставляемого совместно с горелочным устройством, топливный газ разделяется на 2 трубопровода Ø32x3 к запальной горелке и дежурной горелке, которые находятся на горизонтальном горелочном устройстве.