Совершенствование технологии и оборудования регенерации гликолей на промысловых установках осушки природных газов

• Автор: Елистратов, Александр Вячеславович
• Шифр специальности: 05.17.07
• Научная степень: Кандидатская
• Место защиты: Б.м.
• Количество страниц: 159 с.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

1 Исследование деструкции гликолей в лабораторных условиях

1.1 Анализ современного состояния исследований по процессам деструкции гликолей. Факторы, влияющие на деструкцию гликолей
1.2 Экспериментальное исследование термической стойкости ГЭГ в лабораторных условиях

2 Промысловые установки регенерации гликолей

2.1 Анализ работы оборудования для регенерации гликолей

2.2 Расчетные исследования термобарических и гидравлических

параметров ДЭГ в трубчатых печах с испарением в зоне нагрева

2.3 Сравнительные характеристики оборудования регенерации гликолей

2.4 Деструкция гликолей на промысловых установках осушки газа

3 Исследование термической стойкости гликолей на опытной установке
3.1 Опытная установка регенерации гликолей
3.2 Исследование термической стойкости триэтиленгликоля
3.3 Исследование термической стойкости диэтиленгликоля
3.4 Обсуждение результатов исследований
4 Исследование регенерации ДЭГ на промысловой установке
подготовки газа
4.1 Влияние концентрации ДЭГ на качество осушки газа
4.2 Определение деструкции гликоля и концентрации воды в гликоле при
повышенных температурах регенерации
4.3 Исследование осушающей способности гликоля регенерированного
при повышенной температуре
4.4 Коррозия при повышенных температурах регенерации гликоля
5 Совершенствование установок регенерации гликоля
5.1 Анализ вариантов совершенствования установок регенерации на
основе трубчатых печей
5.2 Технологическая схема установки регенерации гликоля на основе
трубчатой печи
5.3 Экономическая эффективность предлагаемых технических решений
Основные выводы и результаты диссертационной работы
Список использованной литературы


В литературе о полимерах [] отмечается, что данные о термостойкости полимеров, определенные по температуре, при которой начинается термическая деструкция полимеров с выделением летучих продуктов, не позволяют в полной мере судить о свойствах полимеров при длительном воздействии высоких температур. Воздействие кислорода на деструкцию гликолей. На деструкцию гликолей оказывает влияние присутствие различных газов. Причем наибольшее влияние на этот процесс оказывает присутствие сероводорода и кислорода (см. Так, в интервале температур -^0 °С отмечается резкое возрастание (с 0,4 до 2 мг-экв/литр) содержания свободных кислот в ДЭГ при барботаже воздуха через раствор (см. Таблица 1. Таблица 1. К настоящему времени окисление гликолей изучено достаточно хорошо. Ллойдом было выполнено исследование окисления ДЭГ при температурах ниже 0 °С [,, ]. Было изучено влияние парциального давления кислорода, pH среды, концентрации гликолей и ингибиторов на скорость самоокисления. При окислении ДЭГ наблюдается индукционный период, продолжительность которого (от 1 до 0 ч) зависит от чистоты исходного гликоля. Индукционный период значительно сокращается при введении в ДЭГ небольшого количества веществ, являющихся источниками радикалов. Источниками свободных радикалов могут быть гидроперекись кумола, перекиси ацетила и бензола, а также некоторое количество самоокисленного ДЭГ. Так, индукционный период для свежего ДЭГ, равный 0 ч, снизился до 0, ч при добавлении к нему самоокисленного гликоля. Начальными продуктами самоокисления являются гидроперекисные соединения, конечными и основными продуктами окисления - муравьиная кислота (преимущественно в форме сложного эфира) и формальдегид. Кроме того, образуется вода, этиленгликоль, гликолевый альдегид, глиоксаль и ди-оксалат. Скорость самоокисления ДЭГ зависит от таких факторов, как температура и парциальное давление кислорода, pH среды, начальное содержание перекисных соединений. С повышением температуры резко возрастает эквивалентная кислотность продукта, т. Скорость окисления ДЭГ возрастает с повышением парциального давления кислорода и интенсивности перемешивания. Более подробно механизм окисления ДЭГ и кинетические параметры окисления низших олигомеров этиленгликоля были изучены Н. И. Гордиеиок и Б. Г. Фрейдин в диапазоне + 0 °С [, , ]. Окисление производилось воздухом в барботажной колонке в кинетической области поглощения кислорода. Продуктами окисления ДЭГ являются органические пероксиды, дигликолевый моноальдегид, этиленгликоль, гликолевый альдегид, гликолевая кислота, моноформиат диэтиленгликоля, моноформиат этиленгликоля, муравьиная кислота []. ИХ способность К самоокислению (К2, Кб - константы скорости продолжения и обрыва цепи с пероксидными радикалами) при + °С. Для определения К2/(2Кб)ш применялся метод инициированного окисления. В результате исследования установлено, что гликоли окисляются по радикально-цепному механизму с квадратичным обрывом цепей на перок-сидных радикалах. Окисляемость ТЭГ существенно выше, чем ДЭГ, но мало отличается от окибляемости тетраэтиленгликоля (ТТЭГ). Это обстоятельство может быть связано с увеличением числа реакционноспособных С-Н-связей в молекуле окисляемого соединения при переходе от ди- к тетраэтилеигиколю. Энергия активации увеличивается в ряду от ТТЭГ к ДЭГ. Известно, что для реакционной способности спиртов имеет существенное значение образование водородных связей. При переходе к длинноцепочечным гликолям облегчается образование внутримолекулярных водородных связей между концевыми гидроксильными группами и эфирным атомом кислорода. Также методом инициированного окисления были оценены константы скорости реакций продолжения К2 и обрыва 2Кб цепи ЭГ, ДЭГ, ТЭГ при -ь °С []. Сопоставление величин К2 показывает, что реакционная способность повышается при переходе от ЭГ к ТЭГ, что может быть связано, в частности, с увеличением числа реакционноспособных функциональных групп, а также сильного межмолекулярного взаимодействия в ЭГ за счет водородных связей. На основании кинетических данных были рассчитаны сроки хранения ДЭГ [].