Совершенствование технологии очистки газа от примесей с использованием жидких поглотителей и защитного слоя адсорбента

• Автор: Шеин, Андрей Олегович
• Шифр специальности: 05.17.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Краснодар
• Количество страниц: 210 с. : ил.

1.1 Примеси в нефтяных и природных газах и их влияние на работу установок подготовки газа.

1.2 Технологии, применяемые для очистки газа от примесей.

Глава 2. Методики экспериментальных исследований.

2.1 Исследование влияния примесей на динамическую емкость адсорбентов

2.1.1 Характеристика использованных адсорбентов и химреагентов

2.1.2 Методика насыщения газа примесями ПАВ и хлоридами

2.2 Очистка газа от примесей методом промывки на лабораторной

установке

2.2.1 Характеристика применяемых веществ

2.2.2 Конструкция лабораторной установки и методика

проведения эксперимента.

Глава 3. Результаты исследований.
3.1 Влияние примесей на динамическую емкость адсорбентов.
3.1.1 Результаты опытов по насыщению газа примесями
3.1.2 Влияние примесей ОПЮ и хлорида натрия на
динамическую емкость адсорбента цеолита СаА.
3.1.3 Математическая модель снижения динамической емкости адсорбента осушки газа
3.1.4 Проверка математической модели снижения динамической емкости адсорбента в промышленных условиях
3.1.5 Влияние примесей ОПЮ и хлорида натрия на динамическую емкость адсорбента цеолита СаА с
защитным слоем клиноптилолитом
3.1.6 Математическая модель падения динамической емкости адсорбента осушки газа при использовании защитного
3.1.7 Экспериментальная проверка математической модели падения динамической емкости адсорбента осушки газа
при использовании защитного слоя
3.1.8 Выводы по результатам проведенных исследований
защитного слоя адсорбента.
3.2 Технология очистки газа от агрессивных примесей водным поглотителем.
3.2.1 Математическая модель процесса промывки
3.2.1.1 Поглощение жидкостью взвешенных частиц в газе
при барботаже
3.2.1.2 Движение пузырька в слое жидкости.
3.2.1.3 Движение взвешенных частиц твердых и жидких в
пузырьке.
3.2.1.4 Влияние конструкции контактного устройства на
поглощение примесей жидкостью
3.2.2 Результаты экспериментальных исследований процесса промывки газа.
3.2.3 Проверка математической модели промывки в
промышленных условиях.
3.2.4 Анализ технологических схем узла промывки газа.
3.2.5 Влияние технологических параметров узла промывки на
степень очистки газа от примесей
3.3 Технология очистки газа от агрессивных примесей путем промывки
газа в комбинации с использованием защитного слоя адсорбента
Глава 4. Экономическая эффективность инвестиций на проведение
процессов промывки и применения защитного слоя адсорбента
4.1 Экономическая эффективность инвестиций на проведение процесса промывки газа перед абсорбционной осушкой или
очисткой.
4.2 Экономическая эффективность инвестиций на проведение процессов промывки перед адсорбционной осушкой газа и
применения защитного слоя адсорбента.
4.3 Расчет экономической эффективности инвестиций на проведение промывки газа в комбинации с защитным слоем адсорбента.
Глава 5. Внедрение технологического процесса промывки в
производство
5.1 Проектирование узла промывки при разработке проекта установки переработки газа 1 Губкинского ГПК
5.2 Проектирование узла промывки на Муравленковском ГПЗ.
5.2 Проектирование узла промывки на УКПГ Кошехабльского газоконденсатного месторождения
Выводы.
Список литературы


В случае, если в газе преобладают растворимые в воде примеси, наиболее эффективно будет применение в качестве промывочной жидкости подготовленной воды. Примеси, растворимые в углеводородах, будут лучше поглощаться углеводородной жидкостью. Однако любая промывочная жидкость будет поглощать не только растворимые в ней примеси. Жидкость может также захватывать взвешенные в газе частицы, не растворимые в ней, с образованием эмульсии или суспензии. В качестве углеводородного поглотителя желательно использовать стабильный жидкий углеводородный продукт. Он не должен содержать высокомолекулярных углеводородов, негативно влияющих на свойства сорбентов и работу компрессорного оборудования. Желательно использовать продукт собственной выработки, например, стабильный газовый бензин. При использовании в качестве промывочной жидкости нестабильного углеводородного конденсата значительная часть легких углеводородов при смешении с газом переходит в газовую фазу, что увеличивает потери поглотителя. Поскольку углеводородный поглотитель дороже воды и его потери с газом при промывке будут больше, чем потери воды при тех же условиях, в большинстве случаев целесообразно проводить очистку газа с использованием в качестве поглотителя воды, а не углеводородной жидкости. Сообщается о возможности установки сепаратора с промывочной секцией перед газоперекачивающими агрегатами ГПА . Однако, следует отметить, что установка входного сепаратора с промывочной секцией возможна только в том случае, если гидравлическое сопротивление аппарата не нарушит технологический режим ГПА. Наиболее вероятно, что промывка газа низкого давления будет не приемлема, в этом случае узел промывки газа следует разместить после первой ступени компримирования. Проблема гидравлического сопротивления менее значительна в случае организации промывки в технологических трубопроводах патент ОАО НИПИгазпереработка , так как в этом случае промывочная жидкость впрыскивается в горячий поток скомпримированного газа. Далее, пары промывочной жидкости конденсируются после воздушного охлаждения газа и выделяются из газового потока в сепараторе. Описанный способ промывки позволяет использовать минимальное количество оборудования, однако будет иметь невысокую эффективность, так как предусматривает только одну ступень контакта газа с поглотителем, чего недостаточно для высокой эффективности очистки газа от примесей. Эффективность процесса очистки газа от агрессивных примесей значительно зависит от конструкции устройства для контакта газа и поглотителя. Известны следующие типы аппаратов, предназначенных для влажной очистки газа от примесей оросительные, насадочные с подвижной и неподвижной насадкой, тарельчатые скрубберы, циклоны, вихревые аппараты с водяной пленкой, ротоклоны, трубы Вентури . Для очистки нефтяного или природного газа, как правило, используют тарельчатые скрубберы. В тарельчатых скрубберах газ с жидкостью контактирует на горизонтальных тарелках рисунок 1. Существуют следующие виды тарелок, применяемые в скрубберах клапанные, колпачковые, провальные, ситчатые с переливами, с вобразными элементами , . Рисунок 1. Процесс промывки газа позволяет уменьшить содержание примесей в газе в несколько раз до требуемой концентрации, однако полностью извлечь примеси из газа промывкой невозможно. Поэтому параллельно с промывкой газа все же необходимо проводить очистку растворов абсорбентов от примесей, поглощаемых из газа, и использовать для адсорбентов защитные слои, поглощающие капельную жидкость и взвешенные частицы примесей в осушаемом газе. Очистку растворов абсорбента гликоля, амина и др. Перед угольным фильтром механическая фильтрация проводится для предотвращения загрязнения угольного фильтра твердыми частицами . После угольного фильтра возможен унос раствором гликоля частиц угля, что предотвращается проведением механической фильтрации. Назначение фазного разделителя заключается в выделении жидких и газообразных углеводородов, которые были поглощены раствором абсорбента в абсорбере установок осушки или очистки газа вследствие растворения компонентов газа в абсорбенте под давлением.