Обоснование реконструкции и установки насосов

 

Предлагается откачку углеводородного конденсата из деметанизатора осуществлять герметичными насосами, обеспечивающими перепад давления на перекачиваемом продукте не менее 1,9 МПа.

Увеличение перепада давления позволит увеличить давление в деэтанизаторе и снизить унос целевых углеводородов. Насосы установить непосредственно под площадкой деметанизатора К-301 для увеличения кавитационного запаса насосов.

Увеличение кавитационного запаса позволит снизить давление в деметанизаторе до 12 кгс/см2 и тем самым увеличить перепад на турбодетандерных агрегатах.

Описание предлагаемой технологической схемы:

Уровень конденсата в кубе колонны измеряется и регулируется        прибором. Регулирующий клапан установлен на линии подачи конденсата от насосов в теплообменники. Предусмотрена светозвуковая сигнализация максимального (80 %), минимального (30 %), аварийно минимального (20 %) уровней в кубе колонны, блокировка насосов по аварийно минимальному (20 %) уровню в.

Контроль, регулирование расхода на трубопроводе нагнетания насосов
осуществляется прибором. Регулирующий клапан установлен на трубопроводе байпаса минимального потока в колонну. При понижении расхода перекачиваемого конденсата ниже 18 м³/ч происходит открытие клапана на байпасной линии.

Давление на всасе и нагнетании насосов измеряется по месту приборами. Перепад давления между всасом и нагнетанием измеряется приборами.

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

2

БР.18.03.01.03-3030/37а.419.2022.00.ПЗ

Предусмотрена светозвуковая сигнализация и блокировка насосов по максимальному давлению в статорной обмотке –по минимальному перепаду давления между всасом и нагнетанием – приборы по минимальному уровню в расширительных бачках – приборы.

Рабочей документацией предусмотрена установка дополнительного электронасосного агрегата НЦ-301/4,5.

 В качестве НЦ-301/4,5 согласно заданию на проектирование предусмотрен Электронасос центробежный герметичный многоступенчатый двусторонний БЭН 1234-ДМС.

Техническая характеристика НЦ-301/4,5 согласно заводской документации представлена в таблице 2.1.

 

Таблица 2.1 - Техническая характеристика НЦ-301/4,5

Наименование параметра	Значение параметра
Номинальная подача (рабочий интервал подач), м^3/ч	40 (20 – 60)
Номинальный напор, м ст. ж.	350
Допускаемый кавитационный запас при номинальной подаче, м, не более	1,6
Давление в контуре электронасоса, кгс/см^2, не более	40
Перекачиваемая жидкость	ШФЛУ, нестабильный углеводородный конденсат
Плотность перекачиваемой жидкости, кг/м^3	530 - 545
Рабочая температура перекачиваемой жидкости, °С	от минус 86 до минус 30
Количество механических примесей, % масс.	до 0,2
Размер механических примесей, мм	до 0,2
Мощность электродвигателя, кВт	65
Частота вращения вала, об/мин	3000
Напряжение питания, В	380
Исполнение взрывозащиты	1ExdsIIBT4
Исполнение по ГОСТ 15150-69	УХЛ2

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

3

БР.18.03.01.03-3030/37а.419.2022.00.ПЗ

2.2 Характеристика сырья и готовой продукции

 

Сырье

В качестве сырья на установки компримирования и переработки газа поступает нефтяной газ I и II ступени сепарации с месторождений нефти ТНК «Нягань» и объединения «Урайнефтегаз».

Нефтяной газ состоит из смеси углеводородов метанового ряда с незначительным содержанием неуглеводородных компонентов, таких как сероводород, меркаптаны, углекислый газ, азот, кислород и вода. Обладает слабым специфическим запахом, слабо растворим в воде. Предельно допустимая концентрация в воздухе рабочей зоны – 300 мг/м³ (здесь и далее в пересчете на углерод). Пределы взрываемости в смеси с воздухом – 1,5 – 15 % объемных.

Компонентный состав газа, поступающего на установки переработки и компримирования газа не постоянный, изменяется в зависимости от соотношения количества газов, поступающих от различных поставщиков. Изменяется и содержание не углеводородных примесей в нефтяном газе. Температура газа на входе в установки изменяется в зависимости от времени года от минус 4 до плюс 20 ^оС. Давление газа на входе в установки до 0,85 кгс/см². Компонентный состав газа представлен в таблице 2.2.

 

Таблица 2.2 - Компонентный состав газа

Наименование компонентов	Химическая формула	Смесь газа на прием установок		Газ Лянторских КС-1,2
		% мас.	% мол.	% мас.	% мол.
Кислород	O2	0,05	0,03	0,01	0,01
Азот	N2	1,46	0,97	1,12	0,72
Углекислый газ	CO2	0,59	0,25	1,15	0,47
Метан	CH4	77,63	91,29	83,47	93,51
Этан	C2H6	2,20	1,37	2,26	1,35
Пропан	C3H8	7,77	3,27	5,10	2,08
Изобутан	i-C4H10	2,15	0,68	1,26	0,39
н- Бутан	n-C4H10	2,95	0,93	2,14	0,66
Изопентан	i-C5H12	1,29	0,32	1,12	0,28
н-Пентан	n-C5H12	1,21	0,30	0,92	0,23

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

4

БР.18.03.01.03-3030/37а.419.2022.00.ПЗ

Окончание таблицы 2.2

Наименование компонентов	Химическая формула	Смесь газа на прием установок		Газ Лянторских КС-1,2
		% мас.	% мол.	% мас.	% мол.
Гексан +выс.	C6H14+выс.	2,70	0,59	1,45	0,30
Содержание влаги, г/м^3	H2O	0,747		0,7
Содержание сероводорода, г/м^3	H2S	0,0068		0,0056
Содержание меркаптановой серы, г/м^3	RHS	0,0004		Отс.
Содержание С3+выс. г/м^3		142,03		89,12
Плотность, кг/м^3		0,786		0,747

 

Готовая продукция

Из нефтяного газа на установках переработки газа вырабатывается сухой отбензиненный газ, широкая фракция легких углеводородов (ШФЛУ), смесь пропана и бутана технических (СПБТ) и бензиновая фракция.

Сухой отбензиненный газ состоит из смеси углеводородов метанового ряда С₁ – С₄ с незначительным содержанием неуглеводородных компонентов – углекислый газ, азот, сероводород и кислород. Отвечает требованиям ГОСТ 5542-87 «Газы горючие природные для промышленного и коммунально-бытового назначения». Компонентный состав сухого отбензиненного газа представлен в таблице 2.3.

 

Таблица 2.3 - Компонентный состав сухого отбензиненного газа

Наименование компонентов	Химическая формула	Содержание компонентов
		% мас.	% мол.
Кислород	O2	0,04	0,02
Азот	N2	1,62	0,95
Углекислый газ	CO2	0,76	0,29
Метан	CH4	92,65	96,44
Этан	C2H6	2,65	1,46
Пропан	C3H8	2,14	0,8
Изобутан	i-C4H10	0,07	0,02
Нормальный бутан	n-C4H10	0,07	0,02
Содержание влаги, г/м^3	H2O	0,034	-
Содержание сероводорода, г/м^3	H2S	0,0029	-

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

5

БР.18.03.01.03-3030/37а.419.2022.00.ПЗ

Окончание таблицы 2.3

Наименование компонентов	Химическая формула	Содержание компонентов
		% мас.	% мол.
Содержание меркаптановой серы, г/м^3	RHS	0,0002	-
Содержание С3+выс. г/м^3	-	15,85	-
Плотность, кг/м^3	-	695	-

Широкая фракция легких углеводородов.

ШФЛУ, вырабатываемая на установках переработки газа, отвечает требованиям ТУ 38.101524-93 с изм.1, изложенным в таблице 2.4.

 

Таблица 2.4 – Свойства ШФЛУ

Наименование показателя	Норма по маркам
	А	Б
Массовая доля компонентов, % - сумма углеводородов С1-С2, не более - пропан, не менее - сумма углеводородов С4-С5, не менее - сумма углеводородов С6 и выше, не более	3 15 45 15	5 - 40 30
Массовая доля метанола,%	Не нормир.	Не нормир.
Массовая доля сероводорода и меркаптановой серы, %, не более в том числе сероводорода, не более	0,025 0,003	0,05 0,003
Содержание свободной воды и щелочи	Отс.	Отс.
Внешний вид	Бесцветная прозрачная жидкость	Бесцветная прозрачная жидкость

 

ШФЛУ относится к сжиженным углеводородным газам и представляет собой легкокипящую и легковоспламеняющуюся жидкость, пожаро- и взрывоопасна, малотоксична. По степени воздействия на организм человека относится к веществам 4 класса опасности. Пары ШФЛУ образуют с воздухом взрывоопасные смеси с пределами взрываемости 1,3 – 9,5 % объемных при 98066 Па (1ат.) и 15 –20^оС. Предельно допустимая концентрация паров ШФЛУ в воздухе рабочей зоны 300мг/м³.

ШФЛУ применяется в качестве сырья газофракционирующих установок с целью получения индивидуальных углеводородов.

Смесь пропана и бутана технических (СПБТ).

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

6

БР.18.03.01.03-3030/37а.419.2022.00.ПЗ

СПБТ, вырабатываемая на установках переработки газа, отвечает требованиям ГОСТ 20448-90 «Газы углеводородные сжиженные топливные для промышленного и коммунально-бытового потребления», изложенным в                 таблице 2.5.

 

Таблица 2.5 – Свойства СПБТ

Наименование показателя	Норма для марки СПБТ
Массовая доля компонентов, %: - сумма метана, этана и этилена - сумма пропана и пропилена, не менее - сумма бутанов и бутиленов, не более	Не нормируется Не нормируется 60
Объемная доля жидкого остатка при 20^оС, %, не более	1,6
Давление насыщенных паров, избыточное, МПа, при температуре: плюс 45^оС, не более	1,6
Массовая доля сероводорода и меркаптановой серы, %, не более в том числе сероводорода, не более	0,013 0,003
Содержание свободной воды и щелочи	Отсутствие

 

Углеводородные сжиженные газы марки СПБТ пожаро- и взрывоопасны, малотоксичны, имеют специфический характерный запах. По степени воздействия на организм человека относятся к веществам 4 класса опасности. Сжиженные газы образуют с воздухом взрывоопасные смеси при концентрации паров пропана от 2,1 до 9,5 %, нормального бутана от от 1,5 до 8,5 % (по объему) при давлении 98066 Па (1атм) и температуре 15 –20^оС. Предельно допустимая концентрация паров СПБТ в воздухе рабочей зоны – 300 мг/м³.

СПБТ используются в качестве топлива для коммунально-бытового потребления и промышленных целей.

Бензиновая фракция.

Бензиновая фракция, вырабатываемая на установке переработки газа №2, имеет показатели качества, изложенные в таблице 2.6.

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

7

БР.18.03.01.03-3030/37а.419.2022.00.ПЗ

Таблица 2.6 – Свойства бензиновой фракции

Наименование показателей	Значение
Фракционный состав: - начало перегонки, ^оС -       10 % перегоняется при температуре,^оС - 50 % перегоняется при температуре,^оС - 90 % перегоняется при температуре,^оС - конец кипения,^оС - остаток в колбе, % - остаток и потери,%	44 51 64 105 138 1,0 2,0
2. Кислотность, мг КОН/100см^3 бензина	Отс.
3. Концентрация фактических смол, мг/100см^3бензина	2,0
4. Массовая доля серы, %	0,03
5. Испытание на медной пластинке	выдерживает
6. Плотность при 20^оС, кг/м^3	672
7. Давление насыщенных паров, мм.рт.ст.	500 - 700

 

Бензиновая фракция относится к легковоспламеняющимся жидкостям, по токсикологическим свойствам относится к 4 классу опасности. Пары бензина газового стабильного образуют с воздухом взрывоопасные смеси при концентрации 1,1 – 8,5 % объемных.