CC BY
52
УДК 66.047 - 912
И. А. Бусыгин, А. А. Хоменко
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОСУШКИ ОЧИЩЕННОГО ГАЗА
Ключевые слова: деэтиленгликоль, осушка газа от воды, контактор, колонна регенерации, осушенный газ.
Спроектирована и исследована схема процесса осушки очищенного газа. Для выполнения данной работы использовалась платформа СИЕМСЛЛ 5.2. Данные для моделирования взяты с производства. В результате моделирования были сравнены данные полученные в результате моделирования и заводские данные. Глобальной моделью константы равновесия была выбрана модель давления идеального газа, а моделью энтальпии выбрана модель аминов.
Keywords: dietilenglicol, drying gas from water, contactor, regeneration column, dry gas.
Designed and investigated the scheme of the process of dehydration of the sweet gas. To perform this work platform was used CHEMCAD 5.2. Data for modeling is taken out ofproduction. The simulation results were compared with data obtained by simulation and plant data. Global model of the equilibrium constant was chosen to model the pressure of an ideal gas and the enthalpy model selected model amines.
Введение
Осушка нефтяного газа - это процесс удаления воды из нефтяного газа. Известно, что сушка газа является необходимым условием для обеспечения бесперебойной работы магистральных газопроводов. Сушка предотвращает образование гидратов и минимизирует коррозию. Пропуская влажный газ в специальных условиях влага может конденсироваться и накапливаться в низких местах газопровода, вследствие чего уменьшается пропускная способность газопровода.
Сушка нефтяного газа производится жидкими и твердыми абсорбентами.
Жидкие (различные гликоли).
Твердые (оксид алюминия, силикагели).
Осушка нефтяных газов осуществляется абсорбцией или адсорбцией. Преимущества жидких поглотителей по сравнению с твердыми сорбентами заключаются в следующем: низкие перепады давления в системе; возможность осушки газов, содержащих вещества, отравляющие твердые сорбенты; меньшие капитальные и эксплуатационные расходы.
Установки осушки нефтяного газа гликолями включают следующие основные аппараты: абсорбер, теплообменники, холодильники, выветривате-ли, десорбер, промежуточные емкости. Описание моделирования процесса осушки нефтяного газа и регенерации ДЭГ осушителя
Нефтяной очищенный газ поступает в нижнюю часть контактора. Сверху в контактор через воздушный холодильник рабочее давление 758кПа, рабочая температура 121оС подается регенерированный, концентрированный ДЭГ.
Процесс осушки производится концентрированным, регенерированным раствором диэтиленглико-ля процентный состав которого 80% ДЭГа и 20% воды. В контакторе происходит поглощение влаги из газа гликолем.
Рабочее давление - 375 кПа, рабочая -температура: 30оС, уровень жидкой фазы - 763 мм, количествотарелок - 8 шт.
Осушенный до точки росы + 4оС газ сверху контактора поступает в сепаратор рабочее давление 342 кПа, рабочая температура 31 оС где отделяется от
гликоля, унесенного с потоком газа. Скопившийся в сепараторе гликоль, дренируется в поток насыщенного гликоля, уходящего из куба контактора. А очищенный газ уходит из сепаратора в магистральный трубопровод на завод.
Далее гликоль, уходящий из куба контактора, смешивается с отсепарированным гликолем, который выходит из сепаратора, и проходит через трубный змеевик и попадает в колонну регенерации.
Осушенный газ
Рис. 1 - Процесс осушки очищенного газа
Рис. 2 - Регенерация ДЭГ осушителя
Насыщенный гликоль из куба контактора, смешиваясь с потоком гликоля из сепаратора, проходит через трубный змеевик в верхней части колонны регенерации гликоля, где подогревается до температуры 57оС. В колонне регенерации производится отпарка воды из насыщенного раствора гликоля рабочее давление 413 кПа, используемая насадка кольца Ра-шига. Подвод тепла к колонне регенерации осуществляется через встроенный рибойлер с огневым
подогревателем, где подогревается до температуры 141оС. Пары воды направляются в атмосферу. Далее гликоль проходит через охладитель, где охлаждается до температуры 63оС, и отправляется в холодильник, из которого ДЭГ подается в абсорбционную колонну.
Сравнение выходных данных до сушки и данных полученных после в результате моделирования
В таблице 1 приведены данные выходящие из установки 200 очищенного газа и полученные данные после моделирования процесса осушки очищенного газа.
Таблица 1
Компонентный состав газа Газ на осушку'%об Осушенный газ (реал.) %об Осушенный газ (модель), %об
H2S Не более 0,00174 0,000000001 152 0,00000000 112
CO2 1,04 1,04 1,06
O2 0,57 0,57 0,521
N2 25,09 25,09 26,452
CH4 23,78 23,78 25,44
С2Н6 15,02 15,02 16,93
СэНа 20,98 20,98 21,23
¡^Ню 0,565 0,565 0,52
П-С4Н10 3,998 3,998 4,01
¡-С5Н12 0,535 0,535 0,56
П-С5Н12 1,822 1,822 1.78
Сб+В 0,141 0,141 0,15
Н2О 0,34 0,000000010 783 0,00000001 05
В результате моделирования процесса осушки очищенного газа мы получили модель, которую можно оптимизировать, так как результаты осушки на реальной установке всего лишь на 5,17% отличается от результатов, полученных в процессе моделирования.
Литература
1. ОАО «Волжский научно - исследовательский институт углеводородного сырья» (ОАО «ВНИИУС»). Технологический регламент на производстве продукции. Установки осушки нефтяного газа.
2. ПрограмаСЬетСаа5.2.0/СС5БАТА/сушка.
3. Епе^уМиге. Электронный научный журнал.
4. А.З.Гарипов, А.А.Хоменко. Моделирование процесса сероочистки, Вестник технологического университета. 2015. Т.18, №20.
© И. А. Бусыгин - маг. каф. «Машины и аппараты химических производств» КНИТУ, vanya.busygin.93@mail.ru; А. А. Хо-менко - канд. техн. наук, доц. кафедры «Машины и аппараты химических производств» КНИТУ, xomenko - aa@mail.ru.
© I. A. Busygin - MAG.DEP. "Machines and apparatuses of chemical productions" of KNRTU, vanya.busygin.93@mail.ru; A. A. Khomenko - to-tech. Sciences, Assoc. the chair "Machines and apparatuses of chemical productions" of KNRTU, xomenko - aa@mail.ru.
