31.Определение основных характеристик осушки газа и регенерации дэг.

В пром.условиях осн.величинами влияющими на экономику пром. обработки и тр-та газа яв-ся глубина осушки газа на УКПГ, потери ДЭГ с осуш.газом, кратность циркуляции ДЭГ. Эти величины зависят от ряда параметров УКПГ: условие контакта, конц.РДЭГ, пр-ть УКПГ по газу, сос-е оборудования, технолог. режим работы регенерации.

1,Влагосодержание

В процессе добычи газ контактирует с несколькими фазами. В пластовых условиях газ нах-ся в равновесии с пл.водой. После выхода на пов-ть в р-те сниж.Т происх-т конденсация раств. в газе влаги. В р-те этого в системе сбора и входных сепараторах УКПГ газ контактирует с выпадающей из него конд-нной водой. в случае подачи метанола а устье скв. газ контактирует с вод.рас-ром мет-ла, затем в аб-ре газ конт-рует с вод.рас-ром ДЭГа. Влагосод. газа можно опред. исп-я ур-е, таблицы, номограммы описывающие равновесную газа с водой и р-ми ДЭГа. влогосод. тощего (Сеноманского) газа опред-ся:

Р_в⁰-давл.нас.вод.пара,МПа

Р-давл газа, МПа

В- поправка на не идеальность р-ра,г/м³МПа

Давл.нас.пара воды опред-ся по ур-ю:

поправка на неид-ть опис-ся след.зависимостью от t

Для операт. расч. на рис.1 предст. номогр. зависимости W,P,t. Номогр. позволяет опред-ть влагосод. газа равновесного с водой при заданных P и t. Точку росы по воде газа при зад. давл. насыщ.газа и при известной Т и влагосод-нии.

Влагосодержание газа равновесного с раствором ДЭГ.

В процессе осушки газ контактирует в аб-ре с р-ром ДЭГ. В реалбных аппаратах равновесие не достигаеться и влагосодержание газа выше чем равновесная с РДЭГом при условиях осушки. Однако расчет в.с. газа равновесного с ДЭГом позволяет определить потенциальные возможности процесса осушки т.е. мин. влагоемкость, которая может быть достигнута при контакте с гликолем заданной концентрации при известных условиях осушки. В.с. газа равновесного с ДЭГом опред-ся по формуле:

W^*=W*X*_в

где Х-мольная доля воды в р-ре ДЭГа

_в-к-т активности воды в р-ре

Мольная доля воды связанна с массовой концентрацией ДЭГа

_в-пред-ся по ур-ю справедливому для условия осушки в области Т=0..30⁰С

Для оператив-го опред-я W на рис.2 представлена номограмма.

С помощью нее можно определить точку росы по воде и влагосодержание газа равновесного с раствором ДЭГа известной концентрации при заданных условиях контакта. Р и Т контакта газ-гликоль необход.для достижения зад-ной влажности газа при осушке его р-ром известной концентр.

Кратность циркуляции ДЭГа

Глубина осушки газа в абс-ре зависит от условий контакта, конц. РДЭГа и и кратности циркуляции абс-та. Чем выше Р и ниже Тконтакта в абс-ре тем ниже в.с. осушаемого газа, однако Р и Т контакта в пром.условиях параметры обычно не регулируемые, поэтому играют пассивную роль.

Повышение конц.РДЭГа и увеличение подачи его в абс-р т.е. увеличение краности циркуляции, ведет к увеличению глубины осушки газа. Поскольку конц. ДЭГа зависит от технолог. режима и возм-тей уст-ки реген-ции, то экономическое соображение кратности циркуляции ДЭГа должна ус-ся не выше, той которая обеспечивает заданную глубину осушки газа. Для расчета требуемой кратности циркуляции необходимо выполнить тех-кий расчет абс-ра. Для операт. расчетов построены номограммы рис3.

за основу принят тарельчатый абс-р оснащ-нный 15-ю колпачковыми тарелками. Опыт эксплуатации таких абс-ров показывает, что КПД тарелок нах-ся в пределах 0,15-0,25, поэтому в номограмме КПД=0,2, а раб. давл.контакта7,5МПа, унос влаги из сепаратора 30г/тыс.м³.Опыт экспл.сев.газовых мес-ний показывает, что ас-р нового типа МФА с 5-ю ступенями контакта имеют близкие технолог. хар-ки.Поэтому представленная номограмма применима для оценочных расчетов всех типов абс-ров. С помощью нее можно выполнить расчеты требуемой крат-ти цирк-ции ДЭГа, конц. ДЭГа,В.С.,точку росы газа.

39. Адсорбционный способ осушки газа. Характеристики адсорбентов. Принципиальная схема установки осушки газа на месторождении Медвежье

Когда необходимо снизить содержание паров воды в газе до 0,01 г/м³ и ниже, часто используют твёрдые сорбенты, такие как боксит, активированная окись алюминия, силикагель, цеолиты (молекулярные сита) и др.

Сущность адсорбции заключается в том, что на огромной удельной поверхности сорбента, имеющей большое количество капиллярных пор, размер которых соизмерим с размерами молекул воды адсорбируются молекулы воды и других веществ. Размеры пор настолько малы, что в них значительно проявляются силы молекулярного притяжения, которые захватывают и удерживают молекулы адсорбируемого вещества. Чем выше удельная поверхность (т. е. чем выше пористость) адсорбента, тем большую сорбирующую способность он имеет. Удельная поверхность промышленных адсорбентов достигает несколько сот квадратных метров на один грамм адсорбента.

Промышленные адсорбенты должны удовлетворять следующим требованиям: 1) высокая равновесная адсорбционная ёмкость по отношению к воде; 2) обратимость адсорбции и простота регенерации; 3) высокая скорость адсорбции; 4) малое сопротивление потоку газа; 5) высокая механическая прочность, предотвращающая дробление и распыление поглотителя; 6) химическая инертность; 7) небольшие объёмные изменения в зависимости от температуры и степени насыщения.

Технологическая схема адсорбционной подготовки газа на месторождении Медвежье показана на рисунке 3. Система адсорбционной осушки газа включает в себя в качестве основного элемента двухсорберную адсорбционную установку с неподвижным слоем силикагеля. Режим работы осушителей на стадии адсорбции и регенерации противоточный. Время адсорбции – 16 – 18 ч, регенерации – 10 – 12 ч.

Направление потока осушаемого газа – сверху вниз, десорбционного – снизу вверх. Процесс десорбции осуществляется частью осушенного газа, отбираемого от основного сырьевого потока в объеме 8100 м³/час.

1 – сепаратор I-ой ступени; 2 – адсорберы; 3 – сепаратор газорегенерации; 4 – печь; 5 –дожимная газодувка; 6 – воздушный холодильник; 7 - замерная диафрагма

18. Общая характеристика прямоточных центробежных элементов. Газовые сепараторы центробежные регулируемые и их технологический расчет.

На основании исл-й уст-но что орг-я закрутки потока в меньшем обьеме обесп. -т поддержание высокой эф-ти процесса. Этот принцип позволил повысить эф-ть разделения в ап-те за счет уст-я в нем нескольких сеп-х эл-тов. Такое конструкт-е решение обес-т поддержанеи эф-ти се-ции при сниж-е расхода Г за счет  числа раб-х сеп-х эл-в удается сохранить в них высокую ск-ть потока. Из сеп-х эл-тов работающих по указ-му принципу можно указать прямоточные центробежные патрубки (ПЦП). ПЦП представляет собой заглушенную снизу цилиндрическую трубу на пов-ти к-й имеется тангенциально прорез-е в верт-й пл-ти щели предн-е для входа неосуш-го газа. Поток газа поступая ч/з танген-е щели закр-ся в поле центр-х сил обр-ся за счет закр-го восход-го потока практически все капли отбрас-ся на внутр-ю пов-ть трубы. Получ-я пленка ж-ти вращаясь по винтовой линии подним-ся под влиянием закр-го потока газа а затем напр-ся вниз ч/з кольцевой зазор, обр-й трубой и вставленным в пас коротким патр-м кот-й служит для отвода отсеч-го Г. ширина этого зазора δ₃ должна быть несколько больше (на 25…30%) max возможной толщины пленки ж-ти и может опр-ся по ф-ле

₃=4R(R_жQ_ж/_г_гQ_г)^(1/3)Q_ж/Q_гR

R – радиус трубы μ_ж–вязкость ж-ти ρ_г – пл-ть Г в раб усл λ_г – коэф-т гидр-го сопр-я Г; Q_ж –расход ж-й фазы; Q_г – расход газа.

В ПЦП условно можно разгр-ть 3 основные зоны 1)зона форм-я закр-го потока 2)зона форм-я уст-й ж-й пленки 3) зона отвода отсеп-й ж-ти. Зона форм-я закр-го потока с тангенс-ми прорез-ми или лепестками более эф-на этот вариант целес-но прим-ть при больших расходах Г кода диам-р патр-ка более 80мм. Зона форм-я пленки опр-ся след-ми геом-ми размерами d_n –внут-й диа-р ПЦП h_щ-высота прорези или щели f_щ-общая площадь сеч-я прорези n-число прорезей.для срав-я прорезей. Для срав-я патр-ков разл-х диа-ров введен пар-р m

m=f_щ/f_n f_n-пл-дь сечения ПЦП.

Для зоны форм-я уст-й пленки соотн-е высоты диа-р ПЦП не должно превышать превышать 2…2,5 т.к. с увел-м этого соотн-я закрутка потока затухает и пленка отсепар-й ж-ти становится менее устойчиво.

Конструктивно может предст-ть собой прорези с отбойными кол-ми с внут-м кольцом, гор-е прорези с внут-м кольцом, с кольцевым отводом, торцевым отводом. Посл-й вар-т счит-ся наиболее эф-м. Из запис-х 3-х зон на эф-ть сеп-ии больше всего влияние оказ-т зона отвода ж-ти min размер отсеп-х в ПЦП капель рассчит-ся по ур-ю

y=[1–nab/(/R_n²tg)]^0,5

Газосеп-ры, центробежные регулируемые

Эти сепараторы предназначены для первичной сепарации в промысловых установках осушки, а также в качестве замерного сепаратора в установках замера газа и жидкости. Выпускают сепараторы на рабочее давление 6,4…16МПа. Сепараторы обеспечивают степень очистки от жидкости 98%, при начальном предельном содержании жидкости до 200см³/м³.

Газосепараторы могут эксплуатироваться в районах с жарким, умеренным и холодным климатах с температурой окружающей среды -30…+100⁰С и перепадом давления =0,03МПа. Предусмотрены 2 типа центробежных регулируемых газосепараторов:

– с цилиндрическим сборником жидкости на рабочее давление = 6,4…10МПа и производительностью по газу 0,15…1млн.м³/сут;

– с шаровым сборником жидкости на рабочее давление = 6,4…16МПа и производительностью по газу 1…5млн.м³/сут.

В конструкции сепараторов предусмотрено размещение подогревателя во внутренней полости сборника жидкости. Производительность сепараторов по газу в зависимости от рабочего давления для обеспечения паспортной степени очистки газа регулируется специальным устройством, состоящим из подвижного и неподвижного конуса-завихрителя. Подвижный конус перемещается вращением штурвала. Средний срок службы 10 лет, ресурс до капремонта 60000 часов, коэффициент тех. использования – 0,97.

Газожидкостная смесь в этом сепараторе разделяется благодаря закручиванию в вертикальном цилиндре-патрубке, которое обеспечивается использованием спец.завихрителя.

При прохождении его газом жидкость под действием инерционных и центробежных сил отбрасывается на стенку патрубка и стекает вниз, в сборник конденсата. Откуда непрерывно или периодически дренируется в выветриватель. Отсепарированый газ отводится из патрубка через осевой патрубок, в конструкции которого предусмотрена розетка, обеспечивающая стабилизацию потока, с целью предотвращения излишних потерь давления потока.