Жидкоструйный компрессор для утилизации попутного нефтяного газа

Выпускная работа бакалавра "Жидкоструйный компрессор для утилизации попутного нефтяного газа". Защищалась в РГУ нефти и газа им. Губкина на "отлично". Работа очень качественная! ...

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ 4
Глава 1. ОБЗОРНАЯ ЧАСТЬ
1. Устройство, принципиальная схема и область применения КЖС 5
1.1. Область применения струйных компрессоров 5
1.2. Преимущества струйно-компрессорных установок 6
1.3. Жидкостно-газовые струйные компрессоры с насосной системой подачи рабочей жидкости 7
1.4. Схема установки с насосной системой подачи рабочей жидкости и дополнительным контуром абсорбента 9
2. Принцип работы струйно-компрессорной системы 10
2.1. Струйные компрессоры, использующие энергию жидкостных и газовых потоков 10
2.2. Схема установки с насосной системой подачи рабочей жидкости 11
3. Опыт промышленного применения 12
3.1. Струйная установка для утилизации факельного газа на Туркменбашинском НПЗ 12
3.2. Перечень струйных компрессоров, пущенных в эксплуатацию 14
4. Расчетная схема струйного компрессора 15
Глава 2. РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ
1. Технологический расчет жидкоструйного компрессора и построение его характеристик 18
2. Расчет трубопровода на прочность 27
 
Глава 3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Унификация конструкций КЖС 29
Контроль и испытания КЖС 32
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 34
Список использованной литературы 36

Компрессором называют машину, предназначенную для сжатия и перемещения газов. По принципу действия всё многообразие компрессоров можно подразделить на объёмные, динамические и струйные компрессоры. В струйных компрессорах повышение давления основано на увлечении сжимаемого газа струёй пара, жидкости или газа. Кроме газов, жидкоструйные компрессоры также позволяют перекачивать газожидкостные смеси, например, нефтегазовые смеси в системах сбора нефти и газа.
Основные преимущества жидкоструйных компрессоров по сравнению с винтовыми и поршневыми компрессорами заключаются в их высокой надежности при эксплуатации, относительной простоте конструкции, низкой стоимости изготовления и минимальных затратах времени и средств на проектные и пуско-наладочные работы, а также в широкой области применени я.

Жидкостно-газовые струйные компрессоры с насосной системой подачи рабочей жидкостиПринципиальная схема струйного компрессора приведена на рис.1.Рис. SEQ Рисунок \* ARABIC 1.15240114935Сжимаемый газ 1 низкого давления поступает в жидкостно-газовый струйный аппарат (ЖГСА) 2, в котором сжимается до заданного давления за счет энергии рабочей жидкости, подаваемой насосом 4. Одновременно со сжатием происходит конденсация паров. На выходе ЖГСА 2 образуется газожидкостная смесь, которая поступает в сепаратор 3, где происходит разделение жидкой и газовой фаз. Газ 7 из сепаратора 3 поступает потребителю, а рабочая жидкость – в теплообменник 5, в котором охлаждается до заданной температуры. После теплообменника 5 рабочая жидкость направляется на вход насоса 4.В зависимости от условий работы установки (состав сжимаемого газа, температура окружающей среды, особенности техпроцесса заказчика и др.) в качестве рабочей жидкости могут использоваться вода, раствор моноэталомина (МЭА), различные углеводородные жидкости. В случае применения в качестве рабочей жидкости раствора МЭА одновременно со сжатием будет происходить очистка газа от кислых компонентов.Схема установки с насосной системой подачи рабочей жидкости и дополнительным контуром абсорбентаРис. SEQ Рисунок \* ARABIC 2.1 - жидкостно-газовый струйный аппарат; 2 – сепаратор; 3 – экспанзер; 4 – теплообменник; 5 – насос; 6 - дополнительный абсорбер; I - газ низкого давления; II - сжатый газ на доочистку; III - газ потребителю; IV - регенерированный раствор моноэтаноламина; V - раствор моноэтаноламина на регенерацию.Глава 2. Принцип работы струйно-компрессорной системы2.1. Струйные компрессоры, использующие энергию жидкостных и газовых потоковРис. SEQ Рисунок \* ARABIC 3. Схема установки-1333515875Сжимаемый низконапорный, например факельный, газ поступает на вход струйных аппаратов СА – 1/1.2. Рабочая жидкость подается в СА – 1/1.2 с помощью насосов Н – 1/1.2. В качестве рабочей жидкости могут быть использованы различные жидкости, имеющиеся в процессе, которые допустимо смешивать с откачиваемым газом. В результате процесса эжектирования в струйных аппаратах СА –1/1.2 парогазовая смесь сжимается до требуемого давления. Одновременно со сжатием, в струйных аппаратах СА – 1/1.2 происходит процесс абсорбции рабочей жидкостью паров, содержащихся в откачиваемом газе. После СА – 1/1.2. образовавшаяся газо-жидкостная смесь попадает в сепаратор С–1, где происходит отделение газа от рабочей жидкости. Сжатый газ из С–1 выводится из системы для дальнейшей утилизации – например, направляется в топливную сеть завода. Рабочая жидкость из С–1 подается на охлаждение в холодильник Х–1, после чего она поступает на прием насосов Н – 1/1.2. Избыток рабочей жидкости, через клапан – регулятор уровня в С–1 отводится с установки на вторичную переработку. Целесообразно использовать в качестве рабочей жидкости технологические потоки поступающие на дальнейшее разделение, что позволяет впоследствии выделять из них абсорбированные рабочей жидкостью компоненты. Регулирование производительности Струйно-компрессорной системы производится автоматическим включением в работу (выключением из работы) насосов и струйных аппаратов. Такая схема позволяет эффективно реагировать на изменение газового потока и отказаться от использования газгольдеров аппаратов. Такая схема позволяет эффективно реагировать на изменение газового потока и отказаться от использования газгольдеров.При использовании данных струйных компрессоров для сжатия низконапорных газов используется энергия пласта в виде высокопотенциальных потоков газа, конденсата, нефти. В таблице 1 приведены проектные технические характеристики струйных компрессоров НГКМ «Кокдумалак».В комплект поставки входит струйный компрессор, дополнительного оборудования для его работы, как правило, не требуется.2.2. Схема установки с насосной системой подачи рабочей жидкостиСтруйные компрессоры данного класса устанавливаются, как правило, вместо дроссельных клапанов (например, на установках низкотемпературной сепарации, между соседними ступенями сепарации и др.). В этом случае сжатие низконапорного газа происходит за счет потенциальной энергии жидкости или газа, теряемой на дросселе без совершения полезной работы. В качестве примера на рис.2 приведена технологическая схема нефтегазоконденсатного (НГМК) «Кокдумалак», на котором внедрены струйные компрессоры.-41910349251 - Установка подготовки газа 2 - Установка подготовки конденсата 3 - Установка подготовки нефти Э-1 - Э-6 - струйные аппараты С-1 - С-10 - сепараторы I - Газоконденсатная смесь Р=12,4 МПа II - Газ Р=5,8 МПа III - Конденсат Р=5,8 МПа IV - Конденсат Р=1,6 МПа V - Нефть Р=12,4 МПа VI - Нефть Р=0,1 МПаРис. SEQ Рисунок \* ARABIC 4. Схема насосного КЖСНа рис.4 обозначены:Э-1, Э-2 – струйные компрессоры газ-газ (активный поток – газ),Э-3, Э-4, Э-5, Э-6 –струйные компрессоры жидкость–газ (активный поток жидкость),В данной установке для сжатия низконапорных газов используется потенциальная энергия высоконапорных газовых, жидкостных и двухфазных потоков, которая в существующих технологических процессах подготовки газа, конденсата и нефти обычно безвозвратно теряется на дросселях без совершения полезной работы.Глава 3. Опыт промышленного примененияСтруйные компрессоры внедрены на газоконденсатных месторождениях ГКМ «Шуртан», НГКМ «Кокдумалак», НГКМ «Томскгаз» и др.3.1. Струйная установка для утилизации факельного газа на Туркменбашинском НПЗВ июне 2000г. на Туркменбашинском НПЗ была успешно запущена в эксплуатацию струйно-компрессорная установка утилизации факельного газа (см. рис. 5). Установка показала проектные параметры и в настоящее время находится в эксплуатации. Производительность струйно-компрессорной установки составляет 5100нм3/час факельного газа, сжимаемого до 5 атм.В качестве рабочей жидкости струйно-компрессорной установки используется легкий коксовый газойле - сырье каталитического крекинга. Растворение в рабочей жидкости С3+углеводородные фракции выводятся со струйно-компрессорной установки вместе с балансовым избытком рабочей жидкости СКУ на установку каталитического крекинга, где происходит их выделение.Первая струйно-компрессорная установка для утилизации факельных газов Туркменбашинского нефтеперерабатывающего завода (НПЗ) была разработана и пущена в эксплуатацию в 2000 году (см. фотографию).Установка показала проектные параметры и в настоящее время находится в эксплуатации. Максимальная производительность струйно-компрессорной установки - 6000 нм3/час факельного газа, сжимаемого до давления 0.5 МПа.Рис. 5. СКУ утилизации факельных газов на Туркменбашинском НПЗ1 - жидкостно-газовый струйный аппарат; 2 – сепаратор; 3 - теплообменник 4 – насос; I - газ низкого давления II - сжатый газ потребителю; III - подпитка свежей рабочей жидкостью; IV - избыток отработанной рабочей жидкости В качестве рабочей жидкости струйно-компрессорной установки используется легкий коксовый газойль – сырье каталитического крекинга.