§ 8. Адсорберы

Адсорберы—аппараты, предназначенные для проведения адсорбционной осушки и очистки газа. Размеры адсорбера в 2—3 раза меньше размера абсорберов. Внутри аппарата размещают 4—8 полок, на которые насыпают слой адсорбента толщиной до 1— 2 м.

При адсорбции газ движется сверху вниз, проходит через поры твердого адсорбента, на поверхности которых накапливается слой поглощаемого вещества. Для восстановления поглотительной спо­собности адсорбента снизу вверх через адсорбер пропускают пе­регретый пар с температурой до +180°С или горячий сухой газ. После десорбции адсорбент охлаждают потоком сухого газа, движущегося сверху вниз. Средняя скорость движения газа через адсорберы 0,15—-0,5 м/с, а в порах адсорбента—0,3—1,0 м/с. Про­должительность цикла «адсорбция—десорбция» 8—24 ч, коротко-цикловой адсорбции — 2—4 ч.

§ 9. Турбодетандерные агрегаты

Турбодетандерные агрегаты предназначены для охлаждения газа за счет снижения давления газа с совершением ра­боты, т. е. при политропическом процессе (рис. 40).

Турбодетандер входит в состав блочно-комплектной турбохолодильной установки ТХУ (рис. 41), которая содержит также блок теплообменников и блок сепарации.

Агрегат ТКО-25/64 состоит из детандера (расширительной ка­меры) и компрессора.

Блок теплообменников состоит из двух кожухотрубчатых тепло­обменников с теплопередающей поверхностью 500 м².

Блок сепарации состоит из двух горизонтальных сепараторов для двухступенчатой сепарации газа.

Общая масса ТХУ ТКО-25/64 равна 15 т, основные размеры 56Х10Х3 м. Давление на входе 6,4 МПа и ниже, расход газа че­рез установку 2—4 млн. м³сут, температура сепарации до —30—40°С.

§ 10. Установка искусственного холода

Установка искусственного холода (УИХ) пред­назначена для охлаждения продукции газоконденсатных скважин до заданной температуры с целью извлечения конденсирующихся углеводородов и воды из потока. Блочные УИХ автоматизирова­ны, имеют хладопроизводительность до 2,5 млн. ккал/ч в одном блоке. В качестве хладагента используют аммиак, фреон, пропан бутановую смесь.

В УИХ месторождения Газли используется пять рабочих комп­рессоров 10 ГКН-2-1-1,65/15 и один резервный. Газ охлаждается до —15 °С жидким аммиаком в испарителях-холодильниках. Про­пускная способность установки низкотемпературной сепарации до­стигает 21 млн. м³сут.

§ 4. Установка комплексной подготовки газа укпг

На УКПГ осуществляется технологический процесс промысло­вой обработки газа. Применяются следующие типовые технологи­ческие схемы: низкотемпературная сепарация НТС, абсорбционная или адсорбционная осушка газа, абсорбционная осушка газа и конденсата, низкотемпературная абсорбция с использованием конденсата в качестве абсорбента.

Низкотемпературная сепарация природного газа НТС

Применяется на месторождениях, расположенных в любой кли­матической зоне, при содержании конденсата в газе до 100 г/м³. Допускается содержание в газе сероводорода. НТС с впрыском в поток газа гликоля концентрацией 70—85% обеспечивает полу­чение точки росы газа по воде до —25 °С.

Газ от УППГ поступает в теплообменник Т-1 (рис. 57). В нем газ охлаждается встречным потоком холодного газа из сепарато­ра С-2. При охлаждении из газа выделяется жидкая фаза (вода и конденсат).

У Ряс. 57. Схема низкотемпературной сепарации газа ва УКПГ.

а—технологическая схема; б—размещение оборудования (план);

Т-1, Т-2—теплообменники; ИО—источники охлаждения; Д—дроссель; С-2— сепаратор второй ступени низкотемпературный; Р-2 — разделитель жидкости;

УР — установка регенерации ДЭГа; Е — емкости; СР — система распределения ДЭГа; КСК — колонна стабилизации конденсата; ПКК — приборы контроля за качеством; МНТС — модуль низкотемпературной сепарации; Э — эжектор; ББ — блок-боксы технологического и вспомогательного назначения

Для предотвращения гидратообразования на входе в Т-1 в поток при помощи СР впрыскивается насыщенный раствор ДЭГа.

Газожидкостная смесь дросселируется до 6—8 МПа. Темпера­тура потока должна снижаться от —20 до —30 °С. Если дроссели­рование не обеспечивает такой температуры, в схему вводят до­полнительные источники охлаждения (турбодетандеры, холодиль­ные машины).

Газожидкостная смесь после дросселя Д поступает в низко­температурный сепаратор С-2. Здесь от газа отделяется жидкость. Газ осушенный (холодный) проходит через теплообменник Т-1, нагревается до положительной температуры и направляется на головные сооружения ГС.

Жидкость из С-2 проходит теплообменник Т-2, нагревается теплым потоком конденсата, поступающим из разделителя Р-1 УППГ, и поступает в разделитель Р-2. Из Р-2 водный раствор ДЭГа идет на регенерацию в УР. Регенерированный ДЭГ накап­ливается в емкости Е и далее через СР направляется на вход в Т-1. Нестабильный (сырой) конденсат направляется в колонку ста­билизации КС. В КС получают стабильный конденсат. Газы, полу­чаемые при стабилизации, направляют через эжектор Э на вход в сепаратор С-2. На входе в С-2 в поток вводят газ дегазации кон­денсата, полученный на первой ступени сепарации на УППГ, и конденсат. Таким образом, все промежуточные продукты в схеме НТС утилизируются и не сбрасываются в атмосферу.

Каждая технологическая линия УКПГ с применением НТС представляет собой замкнутую систему, позволяет осуществлять полный технологический цикл и поэтому составляет модуль НТС— МНТС. На УКПГ размещают несколько модулей (от двух до 50) и устанавливают блоки разделителей, емкостей, насосные и т. д. (см. рис. 57).

Обслуживание УКПГ заключается в поддержании заданного режима сепарации, разделении жидкостей, регенерации ДЭГа и стабилизации конденсата. Необходимо своевременно предупреж­дать и устранять неполадки в работе оборудования. Обслуживае­мая операторами рабочая зона представляет собой совокупность рабочих мест, каждое из которых имеет свое производственно-технологическое назначение и оборудовано для выполнения соот­ветствующих операций.

К основным рабочим местам оператора относятся следующие. Площадка технологических линий (модулей НТС). Площадки блоков разделителей, емкостей, установок регенера­ции ДЭГа и стабилизации конденсата.

Блоки емкостей хранения ингибиторов (дренажный и арматур­ный).

Блок-боксы операторной, насосов, электрощитовой и др. На каждом из рабочих мест размещены соответствующие тех­нологии оборудование, приборы и средства автоматизации (см. гла­вы III, IV, VI). Рабочие места оснащены инструментом, приспо­соблениями и материалами: наборами слесарных и плотницких инструментов, гаечными и газовыми ключами, сальниковой набив­кой, прокладками, обтирочным материалом и т. д.

На рабочих местах оператор выполняет различные работы, ос­новные из которых пуск, остановка, переключение технологических линий и регулирование заданных технологических режимов. Пуск технологических линий начинают с проведения подготовительных работ. Проверяют начальное положение запорных устройств (задвижек, кранов) и состояние предохранительных устройств (кла­панов, мембран).

Отключают чувствительные приборы периодического действия (ПКК, расходомеры). Запорные устройства на линии входа газа и «газ и конденсат от УППГ» должны быть закрыты, а также отключена колонна стабилизации конденсата КС и установка реге­нерации ДЭГа. Должна быть закрыта задвижка и на линии к ГС. Открывают запорные устройства на технологической линии по хо­ду газа. Открытой оставляют факельную задвижку. Пуск начина­ют с заполнения линии газом из промыслового коллектора, т. е. открытием задвижки на линии к ГС. Затем одновременно закры­вают факельную задвижку и контролируют рост давления в тех­нологической линии и сепараторе С-2.

После стабилизации давления обходят линию и проверяют гер­метичность соединений и узлов и показания приборов. Обнаружен­ные неполадки устраняют.

После этого открывают задвижку на входе в УНТС и одновре­менно начинают впрыск ДЭГа в поток на входе в Т-1. Регулиру­ют давление и температуру в сепараторе С-2 дросселем Д, подклю­чают линии к разделителю Р-2, колонне стабилизации КС и уста­новке регенерации ДЭГа УР. Вводят в действие подогреватели УР и КС.

При пуске линии необходимо соблюдать некоторые основные правила: заполнять линию газом по участкам, вначале при давле­нии коллектора, а затем скважины; устанавливать режим сепара­ции, а затем вспомогательного оборудования; не допускать резкого роста давления, образования гидратов, выхода из строя приборов.

Остановка линии осуществляется перекрытием входа в УКПГ, затем выхода. После этого газ сбрасывается через факельную ли­нию и отключаются установки регенерации и стабилизации.

Режим сепарации регулируется дросселем Д, а также дроссе­лями на входе в УППГ и на устье скважины. При необходимости температуру сепарации регулируют дополнительными источниками охлаждения газа ИО.

АБСОРБЦИОННАЯ ОСУШКА ПРИРОДНОГО ГАЗА

Применяется на газовых промыслах, в том числе при содержании в газе сероводорода и углекислого газа. В качестве абсорбента используется ДЭГ высокой концентрации (до 99,9 %).

Температура в абсорбере должна поддерживаться в пределах от 15 до 20 °С. Нижний предел ограничен вязкостью раствора: при температуре ниже 10°С вязкость сильно увеличивается и ДЭГ ста­новится малоподвижным. Верхний предел ограничен большими по­терями ДЭГа от испарения при температурах более 35 °С.

Газ из УППГ при 8—9 МПа и 15—20°С подается снизу в аб­сорбер А (рис. 58). После контакторов и фильтров, расположен­ных внутри аппарата (иногда фильтры устанавливают отдельно), газ подается на ГС. На выходе из абсорберов подключают при­боры контроля за качеством ПКК (см. главу IV).

Для подачи газа в абсорбер с заданной температурой его мо­гут либо подогревать в печи П, либо охлаждать, например, при: помощи аппаратов воздушного охлаждения АВО.

Насыщенный влагой ДЭГ направляется на установку регене­рации УР. Высокая концентрация ДЭГа достигается за счет си­стем атмосферной или вакуумной регенерации.

На УКПГ размещены модули абсорбционной осушки газа МА, блоки (П — подогрева теплоносителя, Е — емкости дренажа и хра­нения ДЭГа), блок-боксы (операторная, насосов, теплоносителей).

Пуск модуля начинается с установки задвижек в соответству­ющее положение. В положении «закрыто» должны находиться зад­вижки: на линии от УППГ, на линии насыщенного раствора HP и дренажа Д_р, на факельной линии Ф. Отключаются приборы конт­роля за качеством газа ПКК. Перед пуском в положении «откры­то» должны находиться задвижки на линиях: входа в абсорбер А и входа и выхода в печь П или в теплообменник АВО.

Сначала открывают задвижки на факельной линии и линии выхода из абсорбера. Газ из коллектора от ГС поступает в абсор­бер и вытесняет газовоздушную смесь или остаточный газ. Затем закрывают факельную задвижку и давление в абсорбере подни­мается до 6—8 МПа. При этом давлении проверяют на отсутст­вие пропусков (герметичность) через фланцевые соединения, люк-лазы, сальниковые уплотнения и другие элементы арматуры. Убедившись в герметичности всей технологической линии, открывают задвижку на входе в модуль и поднимают давление до рабочего» которое может достигать 15 МПа.

При помощи дросселя Д устанавливают заданный расход газа через абсорбер.

После этого подключают к абсорберу установку регенерации ДЭГа УР и регулируют режим подачи 99%-ного раствора ДЭГа в верхнюю часть абсорбера. Периодически (автоматически или вручную) осуществляется сброс воды и примесей из абсорбера че­рез дренажную линию Д_р.

Технологическая линия останавливается следующим образом. Закрывают задвижки сначала на входе, затем на выходе из ли­нии. Сбрасывают газ через факельную линию. Отключают уста­новку регенерации и приборы ПКК. Убедившись по манометрам в том, что давление в линии равно атмосферному, можно присту­пать к каким-либо ремонтным работам на линии.

Адсорбционная сушка природного газа

Применяется на месторождениях Крайнего Севера, когда точ­ка росы должна быть не выше —25 °С. В качестве осушителей (адсорбентов) используют цеолиты, окись алюминия и силикагель.

В типовой схеме установка состоит из четырех адсорберов, двух печей подогрева газа регенерации (основной и резервной) тепло­обменников, холодильников, сепараторов газа регенерации (рис. 59).

Процесс осушки осуществляется циклически в каждом аппа­рате. Газ от УППГ поступает на УКПГ, где направляется в два из четырех адсорберов. В адсорбере, проходя сверху вниз (цикл адсорбции), газ осушается и направляется на ГС.

В это же время в двух других адсорберах происходит регене­рация (восстановление) адсорбента. Для этого часть осушенного газа пропускают через печи П. подогревают до +240 °С и уже снизу вверх пропускают через адсорберы. Газ поглощает влагу, осушает адсорбент и насыщенный парами воды проходит тепло­обменник Т, а затем холодильник X, где охлаждается до 40— 90 "С. Жидкость, выделившаяся из газа регенерации, отделяется от газа в сепараторе С.

Газ регенерации после сепаратора С подается на УППГ в по­ток на входе в сепараторы первой ступени С-1 и таким образом вновь включается в цикл. После регенерации адсорбент охлажда­ют осушенным газом, движущимся сверху вниз (на схеме не по­казано). Цикл адсорбции длится 12 ч, регенерации—6 ч, охлажде­ния — 6ч. Возможны циклы другой продолжительности.

Пуск установки начинают с подготовительных работ. Проверя­ют полное отключение Линий регенерации и охлаждения газа. За­крывают задвижки на входе в адсорберы. Включают печи обогре­ва. Заполняют адсорберы газом из коллектора (линия от ГС). За­тем прогревают адсорберы горячим газом до тех пор, пока тем­пература на выходе достигнет 14—20°С. После этого отключают систему обогрева. Открывается задвижка на линии от УППГ. За­пуск в работу каждого адсорбера проводится постепенным откры­тием кранов для впуска газа, чтобы предотвратить разрушение и унос адсорбента.

После пуска адсорбера регулируют расход газа через него. Переключение адсорберов на соответствующие циклы проводится в соответствии с графиком работы установки.