CC BY
67Список литературы
1. Липатов Ю.С. Влияние наполнителей на физико-механические и термодинамические свойства полимерных покрытий на основе эпоксидных смол // Лакокрасочные материалы и их применение, 1988. № 3. С. 36-37.
2. Айбиндер С.Б., Андреева Н.Т. Влияние наполнителей на теплофизические, механические и антифрикционные свойства полимеров // Изв. АН Латв. ССР. Сер. физ. и техн. Наук, 1983. № 5. С. 3-18.
3. Попов В.М., Новиков А.П. Теплопроводность магнитообработанных тонкослойных полимерных материалов // Инженерно-физический журнал, 2008. Т. 81. № 3. С. 583-586.
4. Попов В.М., Иванов А.В., Новиков А.П., Шестакова В.В., Латынин А.В. Устройство для намагничивания. Патент на изобретение № 2328788. Кл. МПК-Н01Б 13/00.10.07.2008.
5. Волькенштейн В.С. Скоростной метод определения теплофизических характеристик материалов. Л.: Энергия, 1971. 216 с.
ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ СИСТЕМЫ РЕГЕНЕРАЦИИ МЕТАНОЛА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
1 2 3
Ишмурзин А.А. , Мияссаров Р.Ф. , Махмутов Р.А.
1Ишмурзин Абубакир Ахмадуллович - профессор, доктор технических наук;
2Мияссаров Руслан Фарисович - аспирант, кафедра технологических машин и оборудования;
3Махмутов Рустам Афраильевич - кандидат технических наук, Уфимский государственный нефтяной технический университет, инженер по ремонту 1 категории, ООО «Газпром добыча Ямбург», г. Уфа
Аннотация: своё основное применение в газовой промышленности метанол нашел в качестве ингибитора гидратообразования. Низкая температура замерзания водометанольного раствора и способность разрушать гидраты позволяют обеспечивать стабильный рабочий процесс в широком диапазоне температур и давлений. Уникальные условия России: удаленность основных газовых месторождений от транспортных артерий и центров промышленной инфраструктуры, суровый климат, требующий большого количества метанола для предотвращения гидратообразования, и высокая стоимость доставки метанола в районы промыслов, диктуют необходимость в его регенерации.
Ключевые слова: регенерация метанола, водо-метанольный раствор, колонна регенерации, центробежный разделитель.
В настоящее время важным направлениям газовой промышленности является повышение технико-экономических показателей регенерации метанола и развитие ресурсосберегающих технологий. Установки регенерации метанола предназначены для восстановления высококонцентрированного метанола из водометанольного раствора (ВМР). Метанол обладает высокой способностью быстро разлагать уже образовавшиеся гидратные пробки и смешиваться с водой в любых соотношениях, обладает малой вязкостью и низкой температурой замерзания. Наиболее распространен на газовых промыслах способ подачи метанола в струю газа. При этом
он образует с парообразной и жидкой влагой спиртоводные смеси, температура замерзания которых значительно ниже нуля. Пары воды поглощаются из газа, что значительно снижает точку росы, и, следовательно, создаются условия для разложения гидратов или для предупреждения их образования [3].
В настоящее время наиболее распространенным способом регенерации метанола на месторождениях Крайнего Севера является метод извлечения метанола из водометанольного раствора (ВМР) с помощью процесса ректификации, основанный на гравитационном принципе разделения ВМР [2]. Массообменные процессы и разделение ВМР по фракциям сводится к применению ректификационных колонн различной конструкции и наполнения [1].
Данный способ извлечения метанола из ВМР с помощью ректификационной колонны уже давно стал «классическим», так как он применяется на многих месторождениях и имеет под собой огромную практическую базу. Регенерация метанола, является достаточно успешно применяемым процессом, но с развитием разработки месторождений и освоения трудно извлекаемых углеводородов с увеличением фонда скважин на месторождениях, увеличивается и количество ВМР, направляемого на регенерацию метанола.
Регенерация метанола на месторождениях Западной Сибири осуществляется по следующему принципу: насыщенный водометанольный раствор поступает в разделители насыщенного метанола, где дросселируясь до давления 0,7 МПа, происходит отделение насыщенного метанола от конденсата и частичная дегазация жидкой фазы.
ВМР из разделителя с давлением до 0,7 МПа и температурой 10 -35оС подается в выветриватель для дальнейшей дегазации и далее в емкость, работающую под атмосферным давлением. Далее с температурой 10 - 30°С из емкости подается насосом через блок-фильтры 1 -й ступени в трубное пространство теплообменников, нагревается встречным потоком до температуры 40 - 80°С и подается на фильтры второй ступени где происходит улавливание механических примесей и подается на полуглухую тарелку колонны регенерации. С полуглухой тарелки колонны водометанольный раствор смешивается с частью воды кубового остатка колонны на входе насосов и подается в межтрубное пространство теплообменнкиов. ВМР охлаждается до температуры 40-80°С и поступает в печь огневой регенерации метанола для нагрева до температуры 98-105°С
В печи раствор одним потоком последовательно проходит конвективную и радиантную части, нагреваясь до 98^105°С. Парожидкостная смесь по коллектору возвращается в колонну под полуглухую тарелку. Пары метанола и воды через полуглухую тарелку поступают в массообменную часть колонны, вода в трубное пространство теплообменника куба колонны.
Водометанольный раствор содержит соли пластовой воды - карбонаты, гипсы, силикаты, соединения железа, образующие при нагревании труднорастворимые отложения [4]. Колонна регенерации метанола, с применяемыми контактными устройствами, ввиду неэффективного массообменной части, не обеспечивают требуемую концентрацию низкокипящего компонента в кубовом остатке. Отложения солей жесткости уменьшают поверхность контакта между паром и жидкостью. Указанные недостатки снижают эффективность системы регенерации метанола и увеличивают сложность ремонтно-восстановительных работ: оседающая на стенках блок-фильтров грязь затрудняет процесс фильтрации и также способствует загрязнению колонны.
Для устранения указанных недостатков предлагается ввод новых промежуточных процессов, установка центробежного разделителя после выносных теплообменников (рисунок 1).
Рис. 1. Центробежный разделитель: 1 - завихритель;2 - двухфазный сепаратор; 3 - патрубок для выхода механических примесей;
4 - патрубок для разделенной смеси
Принцип действия основан на разделение двухфазного потока, разделяемая смесь через входной патрубок и завихритель 1 приобретает круговое движение, возникают значительные центробежные силы, которые во много раз превышают силу сопротивления, которую испытывает частица при перемещении в жидкости, и под действием которых более тяжелая фаза движется от оси сепаратора к его стенкам по спиральной траектории и через нижний патрубок 3 происходит выход твердой фазы. Более легкая фаза движется во внутреннем спиральном потоке, и выбрасывается через патрубок 4 для отвода продукта.
Список литературы
1. Башаров М.М., Сергеева О.А. Устройство и расчет гидроциклонов: учебное пособие. Под ред. А.Г. Лаптева. Казань: Вестфалика, 2012. 92 с.
2. Коныгин С.Б., Иваняков С.В. Процессы седиментации в дисперсных системах Самара: Самар. гос. техн. ун-т, 2009. 21 с.
3. Костюк С.В., Рязанов А.В., Апарин А.К. О возможности использования центробежного ректификационного аппарата для регенерации метанола // Молодой ученый, 2016. № 10. С. 246-249.
4. О возможности применения центробежного ректификационного аппарата на месторождениях Крайнего Севера // Молодежный научный форум: Технические и математические науки: электр. сб. ст. по материалам XXXVII студ. междунар. заочной науч.-практ. конф. М.: «МЦНО», 2016. № 8 (37).
