Осушка природного газа гликолями с применением азеотропобразующего растворителя и многофункциональной присадки

• Автор: Даутов, Тимур Рамилевич
• Шифр специальности: 05.17.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 142 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Список сокращений

Введение.

1. Анализ современного состояния технологии осушки природного газа

1.1. Основные термодинамические закономерности.

1.1.1. Равновесие для идеальных смесей.

1.1.2. Равновесие для реальных бинарных смесей.

1.1.3. Азеотропные смеси с минимумом температуры кипения

1.1.4. Смеси взаимно нерастворимых компонентов.

1.1.5. Гетероазеотропные смеси.

1.2. Общие положения дистилляции, ректификации и десорбции

1.2.1. Десорбция в токе инертного газа.
1.2.2. Азеотропная ректификация
1.2.3. Азеотроиный метод обезвоживания спирта
1.3. Современные методы осушки газа
1.3.1. Осушка углеводородного газа методом абсорбции с применением гликолей.
1.3.2. Регенерация гликолей
1.3.3. Выбор типа гликоля для процесса осушки газа.
1.3.4. Влияние концентрации гликоля на степень осушки газа.
1.3.5. Описание процесса Дризо.
. 1.3.6. Разработка и совершенствование процесса Дризо
1.4. Анализ применения поверхностноактивных веществ в процессе осушки природного газа.
Выводы по разделу 1 .
2. Термодинамические и технологические расчеты процесса регенерации гликоля с применением азеотропных растворителей
2.1. Сравнительная оценка методов выбора азеотропных агентов
2.1.1. Условия образования и характеристика азеотропных смесей
2.1.2. Исследование азеотропии в системах парафиновые углеводороды гликоли
2.1.3. Свойства азеотропных смесей углеводородводаТЭГ
2.2. Технологические расчеты установки абсорбционной осушки газа в программе НУ8У8.
2.2.1. Расчет типовой установки абсорбционной осушки газа
с атмосферной регенерацией ТЭГ
2.2.2. Расчет типовой установки абсорбционной осушки газа
с подачей сухого газа на установку регенерации ТЭГ
2.2.3. Расчет типовой установки абсорбционной осушки газа
с применением азеотропных растворителей.
2.3. Предлагаемая схема абсорбционной осушки газа.
2.3.1. Описание предлагаемой схемы осушки газа и регенерации гликоля
2.3.2. Сравнительный анализ предлагаемой схемы осушки газа и существующих типовых схем осушки.
Выводы по разделу 2.
Задачи экспериментальных исследований.
3. Методика проведения экспериментальных исследований
3.1. Реактивы.
3.2. Компонентный анализ состава петролейного эфира.
3.3. Метод определения воды в триэтиленгликоле.
3.3.1. Параметры работы хроматографа КристаллМ
3.3.2. Подготовка калибровочных растворов
3.3.3. Процедура градуировки.
3.3.4. Расчет относительного поправочного коэффициента
3.3.5. Метрологические характеристики предложенного метода определения воды в триэтиленгликоле
3.4 Дистилляция смеси ТЭГ вода с добавлением различных углеводородных азеотропных растворителей
3.5. Дистилляция смеси ТЭГ вода с добавлением петролейного эфира 0.
3.6. Простая перегонка смеси ТЭГ вода.
3.7. Простая перегонка смеси ТЭГ вода с добавлением азота и петролейного эфира 0.
3.8. Описание методики экспериментальных исследований по эффективности применения поверхностноактивных веществ в процессе десорбции воды из гликолей.
4. Результаты проведенных экспериментальных исследований и их
4.1. Дистилляция смеси водаТЭГ с добавлением различных углеводородных азеотропных растворителей
4.2. Изучение влияния поверхностноактивных веществ на эксплуатационные свойства гликолей
Список использованной литературы
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
ВАК высшая аттестационная комиссия
ВКК высококииящий компонент
дэг диэтиленгликоль
ДКС дожимная компрессорная станция
МФА многофункциональный аппарат
НКК низкокипящий компонент
ГАВ поверхностноактивные вещества
РДЭГ регенерированный диэтиленгликоль
РТЭГ регенерированный триэтиленгликоль
ГЭГ триэтилен гликоль
тэо техникоэкономическое обоснование
сжк синтетические жирные кислоты
УКПГ установка комплексной подготовки газа
Природный газ стабильно закрепился на мировом энергетическом рынке, ежегодно увеличивая свою долю присутствия. Это делает актуальным развитие технологий, которые направлены на добычу, подготовку, транспортировку и реализацию запасов газа.
Природный и попутный нефтяной газ представляет собой смесь предельных углеводородов с различными примесями. В добываемом газе всегда присутствует влага в парообразном состоянии, растворенная в углеводородах. При охлаждении газа или повышении давления парообразная влага конденсируется и может образовать свободную воду, лед или гидраты твердые частицы, похожие на лед, и состоящие из воды и газа. Эго в свою очередь вызывает проблемы, такие как коррозия металла, накопление жидкости в линейной части газопровода, закупорка технологического оборудования гидратными пробками и остановка подачи газа потребителям. Поэтому, одним из необходимых процессов подготовки газа к транспорту является его осушка процесс удаления влаги из углеводородного газа.
Актуальность


Разработана технология глубокой осушки углеводородного газа триэтилепгликолем с применением в качестве азеотропобразующего агента пстролейного эфира 0, которая обеспечивает осушку ТЭГ до ,9 масс, и точку росы газа ниже минус С при температуре контактора ниже С. Разработана экспрессная и надежная методика определения концентраций воды в гликолях с использованием газоадсорбционного варианта хроматографии. Предложена присадка, повышающая глубину осушки гликолем и улучшающая коррозионные и эксплуатационные свойства абсорбента. ТЭГ, который позволяет достичь остаточной концентрации воды в гликоле 0,1 масс. ПАВ в гликоль на установке регенерации. Апробация работы. Результаты работы докладывались на Международной научнотехнической конференции Нефть и газ Западной Сибири, 1 Тюмень, , гг. Екатеринбург, , , гг. Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 научных статей, из них 3 в журналах, входящих в список ВАК России, получено 1 положительное решение о выдаче патента на изобретение. Структу ра и объем работы. ИЗ наименований. Работа изложена на 2 страницах, включает рисунка, таблицы. В химической технологии, нефтехимической и ряде других отраслей промышленности используют широкое многообразие жидких и газовых смесей, подлежащих разделению на достаточно чистые компоненты или фракции различного состава. Разделение таких смесей при контакте жидкой и паровой фаз, сопровождающееся перераспределением компонентов между фазами, называется ректификацией. Движущая сила процесса ректификации обусловлена различием истинных составов взаимодействующих фаз от равновесных и разной относительной летучестью компонентов. Известно множество способов интенсификации процессов ректификации, которые подробно описаны в литературе 2, 3, 4, 6, , , , , , , , , , , . Одним из таких способов получения высокочистых компонентов является применение разделяющих агентов, образующих с одним или несколькими компонентами исходной системы азеотропные смеси, которые при ректификации отбираются в виде дистиллята. В данной главе представлен теоретический анализ возможности применения углеводородов в качестве азеотропобразующих агентов в процессе ректификации смесей водаТЭГ на установках осушки природного газа. Так как условия фазового равновесия являются основой для технологических расчетов, рассмотрим наиболее важные термодинамические закономерности системы жидкостьпар. Физикохимические в том числе теплофизические свойства жидких и паровых смесей, необходимые для анализа и технологического расчета процессов дистилляции и ректификации, определяются свойствами составляющих смесь индивидуальных компонентов и зависят от состава смеси. Наиболее надежные сведения о таких свойствах даст эксперимент. В ряде случаев удается построить модели, позволяющие учесть взаимодействие компонентов в фазах и с приемлемой точностью рассчитать свойства смеси по свойствам индивидуальных компонентов и их концентрациям. При достаточно длительном теоретически при бесконечно длительном контакте жидкой и паровой фаз между ними в изолированной системе устанавливается равновесие. Идеальными называют смеси, компоненты которых при смешении не изменяют объема, а само смешение происходит без тепловых эффектов взаимодействия компонентов. В паровой фазе отсутствует взаимодействие молекул, а смеси следуют уравнению МенделееваКлапейрона. Жидким идеальным смесям характерно одинаковое взаимодействие молекул друг с другом как одного и того же, так и разных компонентов. К идеальным часто относят жидкие смеси, состоящие из компонентов, сходных по химическому строению пример смеси органических соединений одного гомологического ряда, мало различающихся молярной массой скажем, бензолтолуол, нгексаннгептан, многие изомеры. В силу отсутствия теплового эффекта смешения теплофизические свойства идеальных смесей теплоемкость, теплота парообразования и т. Сумма парциальных давлений всех компонентов паровой смеси равна полному рабочему, внешнему давлению Р. В случае бинарной смеси рА р х и ри рв х, где х хА. Рх9 хх. Рл Рв р х р 1х
Из 1.