Тарасов А.В., Комаров С.М. “Автоматизация и эксплуатация заводов по очистке газа от примесей и воды”

Тарасов А.В., Комаров С.М. “Автоматизация и эксплуатация заводов по очистке газа от примесей и воды”

Тарасов Андрей Владимирович, начальник лаборатории неразрушающего контроля ООО «Техэкспертиза»

Комаров Сергей Михайлович, директор ООО «СтройМонтажЭксперт»

Автоматизация и эксплуатация заводов по очистке газа от примесей и воды

В работе подробно описываются технические условия эксплуатации заводов по переработке газов, описаны требования к автоматизации, даны рисунки основного оборудования.


Нефтяная и газовая промышленность развиваются по нескольким направлениям, одними из наиболее приоритетных сегодня является очистка и осушка газов. Не меньшую значимость имеет ректификация, газоразделение, конденсация при низкой температуре и стабилизация конденсата.

Раньше во время процесса очищения газа важно было его осушать и выделять конденсат, сегодня открыты и используются места добычи углеводорода. Среди основных элементов, которые были обнаружены, стоит выделить меркаптанов, сероводород, парафиновые углеводороды и так далее.

Физические свойства компонентов природного газа представлены в следующей таблице:

Как промысел подготовка добываемого газа, стала приближаться к технологическому процессу, в котором задействована очистка, а также переработка на специально создаваемых заводах.

Приблизительный состав очищаемого газа представлен в следующей таблице:

Основным продуктом заводских установок называется товарный газ, который используется в качества топлива. По требованиям промышленной безопасности, потребитель такого продукта должен находиться далеко от места его добычи и переработки.

Бесперебойная подача газа подразумевает создание специализированных комплексов с оборудованием, продуктопроводом, наличие необходимой документации, регламентирующей качество производимого продукта. Важно принимать во внимание не только основные показатели конечного продукта, но и затраты, требуемые для организации завода по переработке газа, а также его последующей эксплуатации.

Продукт, протекаемый по продуктопроводу должен соответствовать ОСТу 51.40-82. [1] Среди основных условий, которые указанны в ОСТе можно отметить несколько. К примеру, в момент транспортировки газа он не должен негативно влиять на арматуру, приборы, продуктопровод, оставляя на них следы. Кроме того, когда газ транспортируется он должен находиться в однофазном состоянии, а при его потреблении не может возникать никаких проблем у пользователя.

В существующем ОСТе не полный список сернистых соединений, там имеются меркаптаны, в то время как серосодержащих видов гораздо больше, даже H2S имеет сернистое соединение.

Нельзя забывать, что качество работы трубопроводов, оборудования отвечающего за перекачку газа, зависит от того, сколько механических примесей будет содержаться в продукте. По нормативам не более 3 мг на один кубический метр газа.

Очистка газа от механических примесей происходит с использованием масляных пылеуловителей:

/ — люк;

2 — указатель уровня;

3 — козы­рек;

4 — подводящий патрубок;

5 и 9 — . перегородки;

6 — контактные трубки;

7— (жалюзийные секции;

8 — выходной патру­бок;

10— дренажные трубки;

11 —- лодводящий патрубок чистого масла;

12 — дренажная трубка;

/ — промывочная секция;

11 — осадительная секция;

111 — отбойная секция.

Говоря о конструкции и требованиях к эксплуатации в рамках промышленной безопасности заводов по очистке газа, нельзя ни обратить особое внимание на этап проектирования трубчатых печей. Основной документ, на который стоит опираться – ПТБ НП – 73. [2]

Весь этап проектирования завода должен быть построен исходя из того, что на таком ОПО все процессы автоматизированные, только так можно повысить уровень безопасности до необходимого, а вместе с тем сократить трудовые ресурсы.

Требования к объему автоматизации определяются в документе от Миннефтепрома «Автоматизация технологических объемов переработки газа. Основные положения.»

Уровень автоматизации устанавливают по следующей формуле:

КА – коэффициент уровня системы автоматизации;

n = число контуров схемы автоматизации, соответственно уровня.

Если говорить об уровне автоматизации конкретно газоперерабатывающего завода, то он не может быть меньше 0,4 – 0,5.

Определяется коэффициент автоматизации согласно следующей таблицы:

[3]

Все техническое оборудование, используемое в процессе переработки, должно иметь взрывозащиту, а также быть безопасным и удобным в эксплуатации. Установка технологических агрегатов должна производиться таким образом, чтобы они не препятствовали предотвращению возникшей ЧС или локализации аварии.

Оборудование, которое имеет статус взрывоопасного, должно размещаться на открытой площадке, строго запрещено устанавливать его внутри здания.

При необходимости оборудование допустимо устанавливать поблизости с рабочей установкой на выходе, при этом для каждого продукта должна быть одна емкость. Объем такого резервуара чаще всего составляет 50 м3. Тара размещается по всему периметру, между емкостями расстояние должно быть равно диаметру соседней емкости.

Строго запрещено размещать оборудование, участвующее в технологическом процессе:

·           Над вспомогательными помещениями.

·           В подвальных помещениях под основным зданием.

·           В местах расположения межплощадочных эстакад, которые имеют продуктопровод с едким или горючим продуктом.

Осушка и борьба с гидратообразованием считается неотъемлемой частью технического процесса заводов по очистке продукта.

Во время эксплуатации завода требуется строгое соблюдение ТУ, чтобы в конце можно было добиться требуемого качества конечного продукта. газ, который поступает по магистральному продуктопроводу на завод содержит большое количество влаги, извлекаемой при помощи сепараторов. Если качество осушки плохое, тогда уменьшается и пропускная способность газа, в результате образуются кристаллогидраты.

Это нестабильные соединения, которые при незначительном увеличении температуры и давления сразу распадаются на воду и газ. В процессе редуцирования гидраты обволакивают клапаны регулятора давления, снижая таким образом их нормативный срок работы, а иногда и полностью нарушая работу. Откладываются они и на стенках измерительных приборов, что приводит к неточности показаний по расходу газа.

Любой газоперерабатывающий завод должен использовать расходные показатели со следующей характеристикой:

·           Производительность технологической линии, которая отвечает за переработку сырого газа, должна составлять 1,0 млрд. м3/год.

·           На заводе должна быть задействована схема низкотемпературной конденсации.

·           Иметь в распоряжении жидкие углеводороды, работа которых происходит в совокупности с абсорбентами, и другие специальные препараты для осушки газа.

·           Перерабатывающее сырье не должно иметь более 1,25 г/нм3 уровня содержания сероводорода.

·           Нефтяной газ сырого типа, которые располагается на входе в установку по переработке, подается с давлением максимум 0,25 Мпа, сухой отбензиненый с давлением 5,5 Мпа.

Основное оборудование, задействованное в роли компрессоров – К-890 или 4ГП2-109/18-76.

Сегодня на заводах по газопереработке используют два основных метода осушки:

·           Твердый поглотитель.

·           Жидкий поглотитель.

Осушка твердым поглотителем предполагает использование силикагеля, алюмогеля, активированного боксита. Установки такой адсорбционной осушки имеют от двух до четырех адсорберов. Полный цикл можно разделить на три стадии:

·           Адсорбция.

·           Регенерация.

·           Охлаждение.

В подобных установках должна быть низкая точка росы, количество необходимого адсорбента рассчитывается по следующей формуле:

G = Vн *(Wн – Wк)* τ/ 24*α

Vн — количество газа, который поступает на осушку;

Wн , Wк — влагосодержание влажного газа и который был осушен;

τ — продолжительность поглощения;

а — активность, которую имеет адсорбент.

Процесс осушки жидким поглотителем применяется сегодня чаще, постепенно этот метод начинает вытеснять ранее упомянутый. Для технологического процесса необходим диэтиленгликоль и триэтиленгликоль. Свойства гликолей приведены в следующей таблице:

Свойства химически чистых гликолей

Необходимое количество раствора поглотителя, которое требуется для осушки газа, определяется по фомуле:

G = Wχ2 / χ1 – χ2

Wχ2— количество влаги, которая извлекается;

χ1 и χ2 — массовая доля гликоля о в свежем растворе и насыщенном.

При использовании промышленных установок расход раствора составляет 0,03—0,05 м3/кг. Из сепаратора весь конденсат уходит в специальные емкости, где он просто выветривается, а раствор гликоля уходит на регенерацию. ТУ на товарные гликоли указаны в следующей таблице:

Проектирование технологических схем по обработке газов осуществляется на основании ГОСТ 14249-80 и ГОСТ 24306-80. [4], [5]

В заключение хочется отметить, что современные заводы, по газопереработке, которые используют в своей работе низкотемпературную конденсацию, должны использовать метанол. Продукт, в составе которого метана 85%, этана 10% и 5% составляет диоксид углерода, должен проходить охлаждение в трех теплообменниках.

Используемая литература

  1. ОСТу 51.40-82
  2. ПТБ НП – 73.
  3. http://www.znaytovar.ru/gost/2/ONTP_186_Obshhesoyuznye_normy.html
  4. ГОСТ 14249-80 «Сосуды и аппараты. Нормы расчета на прочность».
  5. ГОСТ 24306-80 «Сосуды и аппараты стальные сварные. Технические требования»
  • обучение
  • вступление
    в cpo
  • подготовка
  • сертификация
обучение
вступление в cpo
аттестация
сертификация
img img img
Напишите
нам в WhatsApp