Очистка газов от механических примесей

⇐ ПредыдущаяСтр 7 из 7

Нормальная работа технологического оборудования и качество выпускаемой продукции во многом зависят от содержания в газе не только влаги и кислых компонентов, но и механических примесей. Наличие механических примесей в газе способствует истиранию металла, вызывает его износ, приводит к выводу из строя уплотнительных колец, клапанов и гильз цилиндров поршневых компрессоров, снижает их КПД. Механические примеси отлагаются также на поверхности труб холодильников и резко снижают их коэффициент теплопередачи.

Источники механических примесей в газе – это остатки строительного мусора, продукты коррозии внутренних поверхностей труб, арматуры и аппаратов, грунт, попавший в газопроводы при проведении ремонтных работ, частицы керна и т.д.

Наиболее крупные частицы примеси содержатся в газопроводах в начальных периодах эксплуатации, когда газовым потоком из труб выносятся остатки строительного мусора. Через 1¸ 2 года эксплуатации размер твердых частиц уменьшается.

Для обеспечения нормальной работы оборудования газ необходимо очистить от механических примесей. Этот процесс осуществляется с применением специальных пылеуловителей и в комбинации при разделении газожидкостных потоков в обычных сепараторах.

Пылеуловители используют на ДКС. Выбор типа пылеуловителей зависит от размера частиц и требуемой степени очистки. Частицы размером от 100 до 500 мкм улавливаются в осадительных расширительных камерах, дрипах и циклонах. Объемные сепараторы практически отделяют только крупнодисперсную пыль размером частиц 50¸ 100 мкм.

Для улавливания частиц от 1 до 100 мкм используются циклоны, мокрые пылеуловители, керамические и металлокерамические фильтры.

Для повышения эффективности выделения примесей широкое применение нашли также фильтры-сепараторы. Эти аппараты представляют собой обычные сепараторы с насадочными элементами, которые способствуют укрупнению капель при прохождении через них продукции.

Частицы размером менее 1 мкм находятся броуновском движении и не осаждаются под действием сил тяжести. Такая взвесь может быть уловлена в электрофильтрах и мокрых пылеуловителях. В последних в качестве орошения должна использоваться жидкость с хорошей смачивающейся способностью.

На ДКС магистральных газопроводов, построенных в первые годы развития газовой промышленности для очистки газа от твердых и жидких примесей применяли масляные пылеуловители, которые характеризуются высокой эффективностью очистки газа от твердых примесей.

Принцип работы масляных пылеуловителей основан на поглощении механических примесей и капельной углеводородной жидкости при прохождении газа через слой масла. Через период, определяемый, в основном, количеством механических примесей в газе, происходит насыщение масла. После чего требуется замена поглотительной жидкости.

Жидкости (масла), применяемые в пылеуловителях, должны иметь малую упругость насыщенных паров, низкую температуру застывания и обладать способностью смачивать пыль. К примеру, можно использовать масло, имеющее температуру начала кипения не ниже 260⁰С, плотность от 0, 9 до 0, 85 г/см³, вязкость 100 мм²/с при 38⁰С.

Недостатком масляных пылеуловителей считается значительный расход масла и потребность в постоянном уходе за ним.

В настоящее время широкое применение находят мультипликационные уловители, в которых благодаря закручиванию потока газа в завихрителе происходит очистка газа от механических примесей в капельных жидкостях. Отсепарированные примеси собираются в нижней части аппарата, откуда удаляются через дренажный штуцер. Очищенный газ через патрубок выводится из пылеуловителя.

Недостаток пылеуловителей этого типа – снижение эффективности со времени их эксплуатации в связи с забиванием циклонных элементов механическими примесями, разрушением креплений этих элементов, частичным разрушением внутренних элементов аппарата и т.д.

При наличии влаги в жидкой фазе газа в зимний период года нижняя часть пылеуловителей замерзает. Для предотвращения этого предусмотрена подача водяного пара в аппарат через специальный змеевик.

Подготовка и транспортирование углеводородного сырья

Высокие темпы развития газовой промышленности предопределяют значительный рост объемов добычи газового конденсата. В связи с этим важное значение приобретает проблема транспортирования конденсата на большие расстояния. В зависимости от размещения комплексов стабилизации конденсата решается вопрос о транспортировании либо стабильного конденсата, метана и этана, либо нестабильного конденсата.

Нестабильный конденсат – смесь углеводородов, находящихся при стандартных условиях в виде жидкости, в которой растворены в разных количествах газообразные компоненты (метан, этан, пропан, бутан и др.). Такой конденсат характеризуется повышенными значениями давления насыщения и при стандартных условиях переходит в двухфазное состояние.

После специальной подготовки (стабилизации) получают стабильный конденсат. Стабилизация газового конденсата – процесс извлечения из нестабильного конденсата в основном легких углеводородов (С₁ - С₄), которые при нормальных условиях (Р = 0, 1 МПа и Т = 273 К) находятся в газообразном состоянии.

Стабильность или нестабильность конденсата, содержащего наряду с С₅₊ более легкие компоненты, определяют по давлению насыщенных паров и количеству конденсата (от 25 до 85%), выкипающего при температуре 323 К и атмосферном давлении. Давление насыщенных паров должно обеспечивать возможность транспортирования и хранения стабильного конденсата в жидком состоянии при температуре до 310, 8 К и атмосферном давлении.

Стабилизация углеводородного конденсата осуществляется на установках стабилизации конденсата (УСК). УСК территориально могут находиться на промысле, в составе установок низкотемпературной сепарации (НТС) и низкотемпературной конденсации (НТК), а также непосредственно на газоперерабатывающем заводе (ГПЗ).

Обычно рассматриваются четыре уровня подготовки и магистрального транспорта конденсата и продуктов его стабилизации: I – дегазация нестабильного конденсата; II – деметанизация нестабильного конденсата; III – деэтанизация нестабильного конденсата; IV – полная стабилизация конденсата.

В зависимости от уровня подготовки к транспорту конденсат характеризуется определенными параметрами, в соответствии с которыми выделяют четыре схемы транспортирования.

Первая схема предусматривает транспортирование нестабильного дегазированного конденсата без дополнительной обработки на головных сооружениях. Дальнейшая перекачка конденсата осуществляется в однофазном состоянии с давлением насыщения р_н = 2, 5 МПа при t = -10 °С и r = 583 кг/м³

Вторая схема рассчитана на транспортирование деметанизированного нестабильного конденсата. Поступающий на головные сооружения конденсат деметанизируется при давлении 2, 5 МПа, что снижает давление насыщенных паров до 0, 5 МПа, но значительно повышает температуру выходного продукта (до 140°С); r = 639 кг/м³. При этом варианте необходимо оборудовать головные сооружения конденсатопроаода установками деметанизации, дожимной компрессорной станцией для утилизации газов деметанизации конденсата, станцией охлаждения деметанизированного конденсата до температуры от -2 до -4 °С.

Третья схема предусматривает более глубокую стабилизацию конденсата – деэтанизацию. Давление насыщения транспортируемой жидкости снижается до 0, 15¸ 0, 20 МПа при t = +10°С, температура навыходеиз установки деэтанизации равна 165°С, r = 685 кг/м³. Головные сооружения конденсатопровода при этом должны оснащаться установками деэтанизации, станцией охлаждения деметанизированного конденсата до температуры от -2 до -4 °С.

Четвертая схема используется при транспортировании стабильного конденсата. Выходные продукты: стабильный конденсат с r = 725 кг/м³, широкая фракция легких углеводородов с давлением насыщенных паров около 0, 5 МПа, r = 610 кг/м³ а также газы стабилизации при давлении 2, 5 МПа. Для реализации этого варианта требуется сооружение установок стабилизации (соответствующих мощности газоперерабатывающих установок).

При сооружении установок стабилизации конденсата за пределами установок НТК осложняется транспортирование конденсата: из-за образования газовых пробок нарушается нормальный режим эксплуатации конденсатопроводов. Дегазация конденсата в конденсатопроводе, особенно на конечных участках, приводит к резким колебаниям давления и количества сырья, поступающего на установку стабилизации конденсата, что ухудшает ее работу. Сооружение установок деэтанизации конденсата в едином комплексе с установками НТК обеспечит не только нормальную работу конденсатопроводов и качественную утилизацию газов деэтанизации, но и лучшую рекуперацию тепла и холода технологических потоков.

При перекачке двухфазной жидкости по трубопроводам, уложенным на пересеченной местности с восходящими и нисходящими участками, возникает ряд проблем, связанных с появлением газовых пробок и защемлением их на нисходящих участках непосредственно за перевальной точкой, что приводит к повышению гидравлического сопротивления. В связи с этим проблему транспортирования нестабильного конденсата целесообразно решать путем перекачки газо-насыщенной жидкости в однофазном состоянии при давлении выше давления насыщенных паров, т.е. для обеспечения однофазного состояния рабочее давление на входе в последующую станцию принимается равным давлению насыщенных паров и давлению, обеспечивающему кавитационный запас насоса, соответственно: для дегазированного конденсата – 3, 3, деэтанизированного – 0, 7¸ 0, 9, стабильного – 0, 6 МПа.

⇐ Предыдущая 1 2 3 4 5 67