Комаров С.М. "Заводы по очистке от влаги и примесей газа, их эксплуатация и автоматизация"

Комаров Сергей Михайлович, директор ООО «СтройМонтажЭксперт»

 Заводы по очистке от влаги и примесей газа, их эксплуатация и автоматизация.

Промышленность в области переработки газа и нефти развивается в разных направлениях, очистка и осушка газа одно из наиболее приоритетных, но значение имеет и конденсация, ректификация, разделение газов, а также стабилизация вырабатываемого конденсата.

Когда еще несколько десятков лет назад очищали газовую смесь, больше внимания уделяли осушке и выделению из него конденсата, на сегодняшний момент используется добыча углеводорода, во время которой произвели открытие сероводорода, меркаптанов, парафиновых углеводородов и других элементов.

Основные свойства компонентов природных газов:

Чтобы расчитать плотность газа необходимо использовать формулу:

P_r=M/V_m=M/24,05

Vм – объем 1 моля газа

ρг в пределах 0,73 – 1,0 кг/м3.

Плотность любого газа будет зависеть, прежде всего, от температуры и давления, это одна из причин, почему используют на практике относительная плотность по воздуху.

ρг.в. = ρг / ρв

Сегодня добываемый газ подготавливается во время технологического процесса, в течение которого используют его очистку и перерабоку, для этого были выстроены заводы.

Товарный газ является продуктом заводского оборудования, там он используется в качестве топлива. Как указано в требованиях к промышленной безопасности, любой потребитель, который использует товарный газ, обязан находиться удаленно от того места, где его перерабатывают и добывают.

Чтобы обеспечить подачу газа без перерыва, понадобилось создать целые комплексы, в состав которых входит:

·         Продуктопровод;

·         Оборудование.

Без документации, которая бы регламентировала качество продукта на выходе запрещено эксплуатировать такие комплексы. Нужно учитывать и показтели продукта на выходе и затраты, которые необходимы для создания такого завода, который бы отвечал за переработку газа.

В ОСТу 51.40-82 указаны требования, которым обязан соответствовать газ, идущий по продуктопроводу. В стандарте есть условия, соблюдение которых обязательно:

·         На момент, когда происходит транспортировка газа, продукт не должен оказывать негативного влияния на приборы учета, трубы и арматуру.

·         Возможно транспортировка только однофазного газа.

·         После переработки, употребляемый газ не должен вызывать проблем у пользователя.

В ОСТе не указаны все сернистые соединения, только меркаптаны, но по сути серосодержащий газов больше.

Нужно помнить о том, что работа трубопровода и перекачивающих газ агрегатов напрямую зависит от количества примесей механического характера в используемом продукте. На 1 м³ их содержание не может превышать отметки 3 мг.

Масляные пылеуловители помогают очистить газ от этих примесей, они выгледят следующим образом:

Если рассматривать вопрос эксплуатации и конструкционные особенности завода, отвечающего за очистку газа, в рамках промышленной безопасности, важно обратить внимание на процесс проектирования печей трубчатого типа. В данном случае все опирается на ПТБНП-73. [2]

Необходимый уровень безопасности, в данном случае, достигается только полной автоматизацией, на этом принципе и должно происходить проектирование завода. Именно автоматизация позволяет снизить трудовые ресурсы.

В бумагах Миннефтепрома, а именно «Автоматизация технологических объемов переработки газа. Основные положения.» указаны основные требования, в соответствии с которыми происходит процесс автоматизации и описан ее объем. Можно определить этот показатель следующим образом:

К_А - коэффициент уровня системы автоматизации;

n = число контуров схемы автоматизации, соответственно уровня.

касаясь конкретно уровня автоматизации на заводе перерабатывающем газ, его показатель не может быть меньше 0,5.

На всем оборудовании, используемом в пределах такого комплекса, используется взрывозащита, оно должно отвечать требованиям безопасности и удобства. Недопустимо, чтобы устанавливаемое оборудование мешало устранению черезвычайной ситуации или аварии.

Взрывоопасное оборудование не может размещаться не на открытых площадках, строго воспрещается огораживать его стенами зданий и помещать оборудование внутри них, но возможно, если в этом есть необходимость, установить его неподалеку от рабочим агрегатом на выходе. Если так происходит, то для каждого продукта выделяется отдельный резервуар. Объем емкости должен составлять 50 кубических метров. Резервуары устанавливаются по территории завода, а промежуток между ними равняется диаметру той тары, которая находится поблизости.

Совершенно не допустимо в рамках промышленной безопасности, ставить рабочее оборудование над помещением, в подвале, там, где расположены межплощадочные эстакады с продуктопроводом, по которому транспортируется горючий или едкий газ.

В процессе очистки газа проводятся обязательные мероприятия по борьбе с гидратообразованием. Промышленной безопасностью регламентировано точное соблюдение ТУ, только так удается добиться необходимого по качеству конечного продукта. при поступлении в обработку, продукт имеет в своем составе много влаги, извлечение которой происходит посредством использования сепараторов. При недостаточном качестве осушки, пропускная способность газа на выходе ухудшается, результатом этого является образование кристаллогидратов.

Кристаллогидраты являются нестабильными соединениями, как только повышается давление и температура окружающей среды, происходит распад на газ и воду. Это сильно вредит клапанам регулятора давления, потому что в процессе редуцирования кристаллогидраты обволакивают их, в результате этого уменьшает срок службы или полностью нарушается стабильная работа. Страдают от них и змерительные приборы, из-за отложений точность показаний ухудшается.

На любом заводе по переработке газа, должны использоваться расходные показатели. 1,0 млрд. м³/год – основная производительность производственной линии, которая производит переработку сырого продукта. Обязательно, чтобы применялась схема конденсации с низкой температурой.

На производстве должны находится жидкие углеводороды и иные компоненты для осущки сырого газа, которые работают совместно с абсорбентом. В любом используемом сырье уровень сероводорода не может превышать отметки в 1,25 г/нм³.

В роли компрессоров выступают:

·         К-890;

·         4ГП2-109/18-76.

На сегодняшний день существует два метода осушки сырого сырья: с помощью жидкого или твердого поглотителя. Если используется второй метод необходимо применение алюмогеля, сисилагеля и активированного боксита.

G = Vн *(Wн – Wк)* τ/ 24*α

Vн — количество осушаемого газа;

Wн , Wк — содержание влаги во влажном газе и который подвергся осушке;

τ — продолжительность поглощения;

а —активность используемого в процессе адсорбента.

В современном производстве не так часто используется осушка твердым поглотителем, технологический процесс давно перешел на использование жидких элементов. это метод стал настолько востребован, что практически вытеснил прежний. Чтобы произвести осушку влажного газа необходимо использовать:

·         Триэтиленгликоль;

·         Диэтиленгликоль.

Технические условия на товарные гликоли:

Водные растворы гликолей:

Зависимость точки росы осушенного газа от температуры контакта

чтобы узнать нужное количество раствора для поглощения влаги, необходимо использовать следующую формулу:

G = Wχ2 / χ1 - χ2

Wχ2— количество извлекаемой влаги;

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

Во время применения установки промышленного образца требуется соблюдать расход раствора, который по требованиям составляет 0,03—0,05 м3/кг. собираемый сепараторами конденсат в последствии направляется в отведенные для этого емкости, откуда производится его выветривание. Остатки раствора гликоля возвращаются для дальнейшей регенерации.

Технологические схемы на обработку газа разрабатываются в рамках двух ГОСТов: 14249-80 и 24306-80. [3], [4]

Необходимо отметить, что те промышленные комплексы, которые занимаются переработкой сырого газа и используют в своей технологической схеме конденсацию при низкой температуре, должны применять в процессе метанол. Если в продукте находится 85% метана, 5% диоксида углерода и 10% этана, он обязан проходить в трех теплообменниках охлаждение.

Используемая литература

1.      ОСТу 51.40-82

2.      ПТБ НП – 73.

3.      ГОСТ 14249-80 «Сосуды и аппараты. Нормы расчета на прочность».

4.       ГОСТ 24306-80 «Сосуды и аппараты стальные сварные. Технические требования»