Абсорбционная осушка газа

Скачать

Анализ технологического процесса абсорбционной осушки газа. Оценка параметров, влияющих на его качество. Возможные опасные ситуации и риски. Технические средства измерения температуры, давления, расхода, уровня и влагосодержания. Принцип их действия.

Размер: 1,4 M
Тип: контрольная работа
Категория: Химия
Скачать

Другие файлы:

Глубокая осушка газа
Глубокая осушка углеводородных газов: адсорбционная и абсорбционная. Извлечения тяжёлых углеводородов: абсорбционное; низкотемпературная сепарация и к...

Осушка газа методом абсорбции
Структура и состав гидратов. Скорость образования гидратов и методы борьбы с ними. Свойства жидких поглотителей. Аппаратура установок абсорбционной ос...

Борьба с осложнениями при эксплуатации скважин на станции подземного хранения Канчуринского подземного газохранилища
Рассмотрение основных способов борьбы с осложнениями при эксплуатации скважин на станции подземного хранения Канчуринского подземного газохранилища. А...

Очистка попутного нефтяного газа
Цели и задачи, основные процессы и технологические схемы установок очистки попутного нефтяного газа. Методы очистки газа от газоконденсата, нефти, кап...

Установка комплексной подготовки нефти и газа Зайкинского месторождения
Назначение установки комплексной подготовки нефти и газа. Технологический режим ее работы. Предварительный сброс пластовой воды. Осушка попутного нефт...


Краткое сожержание материала:

Размещено на

1. Краткое описание технологического процесса

Абсорбция - процесс поглощения одного вещества другим во всем объеме сорбента. Примером может служить растворение газов в жидкостях. Поглощаемое вещество в этом процессе называют абсорбатом, а поглощающее абсорбентом.

В технологических процессах связанных с нефтегазовой отраслью, процесс абсорбции применяется для абсорбционной осушки газа.

Процесс абсорбционной осушки газа основан на избирательном поглощении влаги раствором диэтиленгликоля в тарельчатых колоннах, особенностью которых является ступенчатый характер проводимого в них процесса. Газ и жидкость последовательно соприкасаются на отдельных ступенях (тарелках) аппарата.

Поверхность соприкосновения фаз развивается потоком газа, распределяющимся в жидкости в виде пузырьков и струек. Среды движутся по аппарату по принципу противопотока: сверху вниз движется абсорбент, а снизу вверх -- осушаемый газ. В результате контакта фаз происходит массообмен: пары воды из газа переходят в раствор абсорбента. Степень осушки газа на абсорбционных установках определяется главным образом концентрацией подаваемого в абсорбер раствора, а концентрация раствора, в свою очередь, зависит от используемого на установке метода регенерации отработанного абсорбента. Для глубокой регенерации раствора и получения низких (от --20 до +30 °С) точек росы осушенного газа регенерацию ДЭГ проводят под вакуумом.

В промысловых условиях адсорбционные установки осушки подвержены различным внешним воздействиям, что и вызывает необходимость управления ими. Основная задача управления состоит в обеспечении заданной степени осушки газа при минимальных энергетических и материальных затратах и соблюдении ограничений на технологические параметры процесса. Процесс осушки газа на газовых промыслах осуществляют, как правило, в нескольких параллельно работающих абсорберах, входы и выходы которых подключены к коллекторам. Опыт эксплуатации их показывает, что, несмотря на одинаковые конструктивные характеристики аппарата, их гидравлические сопротивления различны. Это приводит к неравномерной нагрузке аппаратов и уменьшению общей эффективности их работы. Поэтому задача автоматического управления заключается не только в поддержании требуемой точки росы осушенного газа, но и в обеспечении равномерного распределения потоков газа между абсорберами.

абсорбционный осушка газ

2. Анализ технологического процесса

Целью управлением процессом абсорбции является поддержание постоянства заданной концентрации целевогокомпонента в обедненном газе.

Рис. 1. Упрощенная технологическая схема процесса абсорбционной осушки газа

2.1 Оценка параметров влияющих на качество

Главным показателем качества данного процесса является концентрация извлекаемого компонента в обедненной смеси. В данном случае этим параметром будет являться влагосодержание.

Эффективность процессов абсорбции зависит от следующих параметров: давления, рабочей температуры процесса, соотношения между количествами контактирующих абсорбента и газа, скорости газа в абсорбере. Рассмотрим влияние каждого в отдельности.

Повышение температуры процесса, снижает эффективность процесса абсорбции. Снижение температуры абсорбционной осушки газа приводит к увеличению поглотительной способности абсорбента и соответственно увеличению производительности установки осушки газа. Но для регулирования температуры, необходимо ставить дополнительное оборудование, что в свою очередь ведет к дополнительным материальным и экономическим затратам. А, т.к. температура газа и температура абсорбента, поступающих в абсорбер, являются приемлемыми для протекания нормального процесса абсорбции, то регулировать температуру нецелесообразно.

Повышение давления в абсорбере способствует увеличению извлекаемой концентрации влаги из исходной газовой смеси.

В нижней части колонны должно находиться некоторое количество жидкости. Если уровень жидкости будет слишком низким, не будет контакта насыщенного газа и абсорбента.

Изменение расхода газовой смеси и начальных концентраций извлекаемого компонентав фазах представляют собой выходные величины предыдущих технологических аппаратов, а, следовательно, представляют собой основные возмущения процесса абсорбции.

В связи с тем что на начальную концентрацию целевого компонента в исходной смеси нельзя повлиять, регулирующие воздействия необходимо производить изменением расходов абсорбента и газовой смеси.

Контролю подлежат: Концентрация целевого компонента на выходе, давление в абсорбере, а так же температура и уровень жидкости внутри абсорбера.

Регулировать необходимо: расход абсорбента (исходного и насыщенного), расход газа на входе.

2.2 Возможные опасные ситуации и риски

Опасной ситуацией является отклонение давления в аппарате от номинального значения, так как это может повлечь за собой повреждение и выход из строя установки.

Существует опасность разгерметизации, которая будет сопровождаться резким падением давления внутри абсорбера. Эта ситуация опасна тем что вблизи абсорбера может образоваться горючая среда. Поэтому необходимо сигнализировать о резком изменении давления выполнить аварийный останов. На схеме предусмотрена защита по давлению. Чрезмерное падение давления говорит о разгерметизации абсорбера. В случае возникновения аварийной ситуации необходимо перекрыть все потоки, подав сигнал закрытия на клапаны (2-2), (3-2), (4-2), (5-2) и активировать сброс газа и дренажкую емкость подав сигнал открытия на клапаны (1-3) и (1-4).

В нижней части колонны должно находиться некоторое количество жидкости, обеспечивающее гидравлический затвор, что исключает поступление газовой смеси из аппарата в линию насыщенного абсорбента и позволяет регулировать давление в абсорбере. Постоянное количество этой жидкости поддерживается регулированием уровня в аппарате путем изменения расхода насыщенного абсорбента.

При возникновении аварийной ситуации необходимо немедленно остановить установку, перекрыв подачу исходного газа и поступления абсорбента. Так же необходимо предусмотреть дренаж и сброс газа на случай аварийной ситуации.

2.3 Экономические параметры

Единственный параметр влияющий на экономику данного процесса это количество товарного газа на выходе. Необходимо вести его учет.

3. Описание функциональной схемы автоматизации

На основании анализа технологического процесса была построена схема автоматизации.

- Для измерения содержания влаги в потоке обедненного газа, на линии выхода из абсорбера установлен влагомер (3-1). Обработав полученные данные, контроллер формирует сигнал регулирования, который подается на электро-пневматический позиционер клапана (3-2), регулирующего подачу абсорбента.

- расходомер (4-1), данные с которого поступают на контроллер. После обработки контроллер формирует сигнал регулирования, который подается на электро-пневматический позиционер клапана (4-2), изменяющего гидравлическое сопротивление потока отходящего газа.

На линии входа газа необходимо установить измерительный преобразователь:

- Расходомер (5-1), данные с которого поступают на контроллер. После обработки данных контроллер формирует сигнал регулирования, который подается на электро-пневматический позиционер клапана (5-2), изменяющего гидравлическое сопротивление потока входящего газа.

- Измерительный преобразователь расхода необходимо установить на линии входа (6-1) абсорбента для учета этого потока.

На абсорбере устанавливаются:

- измерительный преобразователь давления (1-1), измерительный преобразователь температуры (14-1) а так же измерительный преобразователь уровня (2-1), сигнал с которого поступает на контроллер. Сформированное контроллером управляющее воздействие подается на позиционер клапана (2-2), регулирующего отбор насыщенного абсорбента.

4. Описание комплекса технических средств

Технические средства измерения температуры.

Термопреобразователь с унифицированным выходным сигналом cерии Метран-2700

Метран-2700 - микропроцессорные термопреобразователи с унифицированным выходным сигналом 4-20 предназначены для измерения температуры различных сред. Первичный преобразователь в Метран-2700 помещен в защитную арматуру, измерительный преобразователь Метран-270М встроен в соединительную головку, которая имеет внутренний и внешний винты заземления. В ИП Метран-270М реализована гальваническая развязка входа от выхода. В качестве первичного преобразователя будем использовать платиновый термометр сопротивления.

Измерение температуры термопреобразователем сопротивления основано на свойстве металлов и полупроводников, в частности платины, изменять свое электрическое сопротивление с изменением температуры. Если известна зависимость между электрическим сопротивлением термопреобразователя сопротивления и его температурой, то, измерив это сопротивление, можно определить значение температуры среды, в которую он погружен. Затем полученный сигнал сопротивления преобразуется измерительным преобразователем Метран-270М в унифицированный сигнал тока 4-20 мА.

Популярные