Подготовка газа к транспорту

Целью данной работы является изучение подготовки газа к транспорту.
Исходя из поставленной цели, необходимо решить следующие задачи:
1) изучить способы очистки газа от механических примесей;
2) рассмотреть способы борьбы с гидратообразованием;
3) изучить способ осушки твердыми поглотителями;
4) рассмотреть способ осушки с жидкими поглотителями;
5) рассмотреть низкотемпературную сепарацию;
6) изучить осушку газа охлаждением;
7) рассмотреть очистку от сероводорода и углекислого газа.
...

Введение………………………………………………………………..
1 Очистка газа от механических примесей……………………………
2 Осушка газа…………………………………………………………….
2.1 Борьба с гидратообразованием…………………………………..
2.2 Осушка газа твердыми поглотителями………………………….
2.3 Осушки жидкими поглотителями……………………………….
2.4 Низкотемпературная сепарация……………………………………
2.5 Осушка газа охлаждением……………………………………….
2.6 Очистка газа от сереводорода и углекислого газа……………..
Заключение……………………………………………………………..
Список использованных источников…………………………………

Подготовка газа к транспорту - обработка добываемого природного газа с целью удаления компонентов, затрудняющих транспортировку его по газопроводу. Наличие в газе воды, жидких углеводородов, агрессивных и механических примесей снижает пропускную способность газопроводов, повышает расход ингибиторов, усиливает коррозию оборудования, приводит к необходимости увеличения мощности газокомпрессорных станций, снижает надёжность работы технологических систем, увеличивает вероятность аварийных ситуаций на газокомпрессорных станциях и линейной части газопроводов.

Вертикальные сепараторы изготовляют диаметром 400—1650мм, горизонтальные — диаметром 400—1500мм при максимальном давлении 16 МПа. При оптимальной скорости эффективность сепарации составляет до 80%.Третья ступень очистки газа происходит на линейной части газопровода и компрессорных станциях. На линейной части устанавливают конденсатосборники, так как в результате несовершенной сепарации на промысле газ всегда имеет жидкую фазу. Наибольшее распространение получили конденсатосборники типа «расширительная камера. Принцип их работы основан на выпадении из потока газа капелек жидкости под действием силы тяжести из-за снижения скорости газа при увеличении диаметра трубопровода. Существенным недостатком при эксплуатации газопроводов с системой «расширительныхкамер» являются затруднения, связанные с пропуском устройств для очистки внутренней полости трубопровода.Вертикальный масляный пылеуловитель представляет собой вертикальный стальной цилиндр со сферическим днищем, рассчитанным на рабочее давление в газопроводе. Диаметр пылеуловителя 1080—2400 мм. Внутри пылеуловителя находятся устройства, обеспечивающие контактирование масла с газом и отделение частиц масла от газа при выходе его из аппарата. Чтобы обеспечить нормальную работу пылеуловителей, необходимо поддерживать постоянный уровень масла. Пропускная способность вертикальных масляных пылеуловителей при заданном давлении ограничивается скоростью потока газа в контактных трубках, которая не должна превосходить 1—3 м/с.Преимущество вертикального масляного пылеуловителя по сравнению с горизонтальным пылеуловителем заключается в высокой степени очистки (общий коэффициент очистки достигает 97—98%). Недостатками его являются большая металлоемкость, наличие жидкости и ее унос (допускается не более 25 г. На 1000 м3 газа), большое гидравлическое сопротивление (0,35—0,5 кгс/см2), чувствительность к изменениям уровня жидкости. В горизонтальном пылеуловителе используется барботажный способ промывки газа вместо промывки в контактных трубках. Поток газа, поступающего в аппарат через два симметричных патрубка, меняет направление на 90° перед отбойным козырьком. Далее газ поступает в регистры с щелевидными отверстиями для равномерного распределения под горизонтальным стальным листом с перфорацией, который делит пылеуловитель на две части.Циклонный пылеуловитель представляет собой аппарат цилиндрической формы с встроенными в него циклонами. Газ поступает через боковой верхний входной патрубок в распределитель, к которому приварены звездообразно расположенные циклоны, закрепленные неподвижно на нижней решетке.Отсепарированная жидкость и твердые частицы по дренажному конусу циклона попадают в грязевик.Превосходство отвесного маслоподкачивающего пылеуловителя согласно сопоставлению с горизонтальным пылеуловителем состоит  очищения (единый показатель очищения доходит 97—98%). Недостатками его считаются значительная металлоемкость, присутствие воды и её абляция (разрешается никак не наиболее ДВАДЦАТЬ ПЯТЬ г. В ТЫСЯЧИ м3 газа), огромное гидромеханическое противодействие (0,35—0,5 кгс/см2), восприимчивость к переменам степени воды. В горизонтальном пылеуловителе применяется барботажный метод помывки газа взамен помывки вобщительных трубках. Течение газа, прибывающего в устройство посредством 2  патрубка, изменяет течение в90° пред отбойным козырьком. Далее голубое топливо действует в регистры с щелевидными отверстиями с целью размеренного распределения окологоризонтальным железным листом с перфорацией, какой разделяет пыле собиратель в 2 доли.Циклонный пылеотделитель представляет собою устройство трубчатой фигуры с интегрированными  циклонами. Голубое топливо действует посредством фронтальный наружный входной штуцер  дистрибьютор,  который приварены звездообразно находящиеся циклоны, прикрепленные бездвижно в исподней сетке.Отсепарированная смесь и жесткие частички согласно дренажному конусу циклона поступают в маслосборник.2 Осушка газа2.1 Борьба с гидратообразованиемВлажный газ — смесь сухого газа и водяного пара. Молярная концентрация компонентов в паровой (газовой) смеси соответствует их парциальному давлению.Температура, при которой газ становится насыщенным при данным давлении и количестве водяного пара, называется точкой росы газа.Гидраты — кристаллические вещества, образованные ассоциированными молекулами углеводородов и воды; они имеют кристаллическую структуру.Свойства гидратов газов позволяют рассматривать их как твердые растворы. Исследования показали, что содержание водяного пара в газообразной фазе в системе «газ — гидрат» меньше, чем его содержание в системе «газ — вода».Возникновение гидрата обусловлено определенными давлением и температурой при насыщении газа парами воды. Гидраты распадаются после того, как упругость паров воды будет ниже парциальной упругости паров исследуемого гидрата. Гидраты природных газов внешне похожи на мокрый спрессованный снег, переходящий в лед. Скапливаясь в газопроводах, они могут вызвать частичную или полную их закупорку и тем самым нарушить нормальный режим работы магистрали. Составы гидратов выражаются формулами: CH4*6H2O,C2H6*6H2O, C3H8*17H2O и др.В газопроводе очень важно определить место образования гидратов. Для этого необходимо знать состав и начальную влажность газа, а также его давления и температуру в газопроводе.При понижении давления в газопроводе гидраты могут образовываться при все более низких температурах. Когда давление станет ниже некоторого предела, гидраты смогут образовываться при обычной температуре газа в газопроводе - возникает опасность гидратной пробки. После выпадения газ недонасыщен парами воды, что эквивалентно снижению его точки росы. При дальнейшем движении газа может возникнуть еще одна гидратная пробка, соответствующая этой новой точке.Газ, поступающий из скважин, содержит влагу в жидкой и паровой фазе. Жидкая фаза извлекается сепараторами различной конструкции. С помощью установок осушки газа на головных сооружениях снижается содержание паров воды.При низком качестве осушки газа в газопроводе конденсируется влага, в результате чего снижается его пропускная способность и образуются кристаллогидраты.Наибольшая трудность при очистке газа - образование гидратов углеводородных газов: белых кристаллов, напоминающих снегообразную кристаллическую массу. Твердые гидраты образуют метан (их формула 8СН4•46Н2О или СН2•5,75Н2О) и этан (8С2Н6•46Н2О) или С2Н6•5,75Н2О); пропан образует жидкие гидраты (8C3H8•136H3O или С3Н817Н2О). При наличии в газе сероводорода формируются как твердые, так и жидкие гидраты.Гидраты — нестабильные соединения, которые при понижении давления и повышении температуры легко разлагаются на газ и воду. Они выпадают при редуцировании газа, обволакивая клапаны регуляторов давления газа и нарушая их работу. Кристаллогидраты откладываются и на стенках измерительных трубопроводов, особенно в местах сужающих устройств, приводя тем самым к погрешности измерения расхода газа. Кроме того, они забивают импульсные трубки, выводя из строя контрольно-измерительные приборы (КИП).Максимальная величина влагосодержания (при полном насыщении) зависит от состава газа, возрастая с увеличением содержания тяжелых углеводородов Н2S и СО2 и снижаясь с повышением содержания N2.При больших объемах транспортируемого газа его осушка является наиболее эффективным и экономичным способом предупреждения образования кристаллогидратов в магистральном газопроводе. Существующие способы осушки при промысловой подготовке газа к транспорту подразделяются на две основные группы: абсорбция и адсорбция и охлаждение газового потока.В результате осушки газа точка росы паров воды должна быть снижена ниже минимальной температуры при транспортировании газа.2.2 Осушка газа твердыми поглотителямиВ качестве твердых поглотителей влаги в газовой промышленности широко применяются активированная окись алюминия и боксит, который на 50—60% состоит из Al2O3. Поглотительная способность боксита 4,0—6,5% от собственной массы.Преимущества метода: низкая точка росы осушенного газа (до —65° С), простота регенерации поглотителя, компактность, несложность и низкая стоимость установки.Для осушки газа на промышленных установках применяют силикагель (наиболее распространенный осушитель), алюмогель, активированный боксит (флорид) и молекулярные сита.Установки адсорбционной осушки имеют 2—4 адсорбера. Полный цикл процесса осушки твердыми поглотителями состоит из трех последовательных стадий: адсорбция продолжительностью 12—20 ч; регенерация адсорбента в течение 4—6 ч и охлаждение адсорбента в течение 1—2 ч.Газ после сепаратора, где происходит его очистка от механических примесей, капельной влаги и жидких углеводородов, поступает в адсорбер с регенерированным осушителем. Адсорбент поглощает влагу, содержащуюся в газе, после чего очищенный газ из адсорбента направляется в магистральный газопровод. Часть сырого отсепарированного газа подается в подогреватель, а затем в адсорбер с увлажненным осушителем для регенерации.Горячий газ после регенерации осушителя охлаждают и направляют в сепаратор для отделения влаги, удаленной из осушителя и выделившейся при охлаждении газа. После отделения влаги газ сливается с основным потоком сырого газа и поступает на осушку. Охлаждение адсорбента проводят холодным осушенным газом.В установках с адсорбционным процессом достигается весьма низкая точка росы (-40° С и ниже).2.3 Осушка жидкими поглотителямиВ настоящее время практически на большинстве промыслов осушка газа производится жидкими поглотителями.Для адсорбционной осушки газа применяют в основном диэтиленгликоли (ДЭГ) и триэтиленгликоли (ТЭГ); при осушки впрыском как ингибитор гидратообразования используется этиленгликоль (ЭГ).Жидкие сорбенты, применяемые для осушки природных и нефтяных газов, должны иметь высокую растворимость в воде, низкую стоимость, хорошую антикоррозионность, стабильность по отношению к газовым компонентам и при регенерации; простоту регенерации, малую вязкость и т.д.Большинству этих требований наилучшим образом отвечают ДЭГ и ТЭГ и в меньшей степени ЭГ.Этиленгликоль (СН2ОН—СН2ОН) — простейший двухатомный спирт, используется в основном как ингибитор, не применяется для осушки.Диэтиленгликоль (СН2ОН-СН2-О-СН2-СН2ОН) в химически чистом виде - бесцветная жидкость. Как показали эксперименты в лабораторных и промышленных условиях, максимальное понижение точки росы газа при осушке ДЭГ обычно не превышает 30—35° С, что довольно часто оказывается недостаточным. В связи с разработкой более глубоких газовых месторождений, температура газа которых значительная и в летнее время почти не понижается в коммуникациях до газоосушительных установок, потребовался более сильный влагопоглотитель.Триэтиленгликоль (СН2ОН-СН2-О-СН2- О-СН2-СН2ОН) получают соединением трех молекул ЭГ с образованием воды.Гликоли хорошо озирают влагу из газов в большом интервале температур.При сравнении ДЭГ и ТЭГ необходимо иметь в виду, что ДЭГ более дешевый. Однако при использовании ТЭГ можно получить большее снижение точки росы газа (на 45—50°). Потери ТЭГ при регенерации значительно меньше, чем потери ДЭГ вследствие более низкой упругости паров.Экономичность работы абсорбционных установок в значительной степени зависит от потерь сорбента. Для их снижения в первую очередь необходимо строго поддерживать расчетный температурный режим десорбера, тщательно сепарировать газ и водяной пар и по возможности исключить пенообразование при контакте газа с абсорбентом за счет специальных добавок.2.4 Низкотемпературная сепарацияОсушка и извлечение конденсата из газа, добываемого на газоконденсатных месторождениях, совмещаются в одном процессе — низкотемпературной сепарации (НТС). При охлаждении газа за счет дросселирования и применения установок искусственного холода или турбодетандеров одновременно выделяются углеводород и влага. Для борьбы с образующимися гидратами в поток сырого газа перед теплообменниками «газ—газ» впрыскивают метанол или гликоли. Точка росы газа по влаге определяется температурой и концентрацией гликоля на выходе из теплообменника. Газ при температуре 40°С и давлении 55 кгс/см2 поступает в трубное пространство теплообменников, в которых охлаждается обратным потоком газа до температуры —5° С. В результате изобарического охлаждения прямого потока тяжелые углеводороды отделяются от газа в сепараторах С-1 и С-2. В сепараторе первой ступени С-1отделяются конденсат и влага, выделившиеся из газа от пласта до сепаратора. В сепараторе второй ступени С-2 отделяется смесь конденсат — гликоль. Далее газ поступает в трубное пространство испарителя, в котором в результате теплообмена между кипящим хладагентом и газом последний охлаждается до температуры 12° С. Выделившаяся жидкость отводится из сепаратора С-3 на разделение, а очищенный и осушенный холодный газ, после теплообменников нагретый до температуры 30—35° С, с давлением 53—54 кгс/см2 поступает в магистральный газопровод.2.5 Осушка газа охлаждениемОхлаждение широко применяется для осушки и выделения конденсата и газа газоконденсатных месторождений на установках низкотемпературной сепарации, а также при получении индивидуальных компонентов газа сжижении газов и т.д.