CC BY
1762
TECHNICAL SCIENCE / «ШУУШШШУМ-ШУГМаУ» #32055), 2022
TECHNICAL SCIENCE
УДК: 66.074.31
Койнова В. Э.,
Морской государственный университет им. адм. Г.И. Невельского
Городников О. А., Мельник А. П.
Владивостокский государственный университет DOI: 10.24412/2520-6990-2022-32155-62-65 СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ОСУШКИ ГАЗА, ИСПОЛЬЗУЕМОГО НА ПРЕДПРИЯТИЯХ ГАЗОВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
Koinova V. E.,
Marine State University named after adm. G.I. Nevelsky
Gorodnikov O. A., Miller A. P.
Vladivostok State University
COMPARATIVE ANALYSIS OF GAS DRYING EQUIPMENT USED AT GAS INDUSTRY
ENTERPRISES
Аннотация.
В статье рассказывается о процессе осушки газа; рассматриваются физический, химический и физико-химические способы осушки газа, представлены примеры данных методов, выявлены их достоинства и недостатки. Проводится сравнительный анализ оборудования для осушки газа, используемого на предприятиях газовой промышленности. Добываемый на месторождениях природный газ содержит множество примесей, которые могут плохо отразиться на работе установок для перекачки газа и трубопроводов. Одним из таких видов примесей является вода, которая способна нарушить технологические процессы, протекающие в трубопроводах. Поэтому проблема осушки газа стоит довольно остро перед современными инженерами и одна из самых актуальных в современной промышленности.
Abstract.
The article describes the process of gas drying; physical, chemical and physico-chemical methods of gas drying are considered, examples of these methods are presented, their advantages and disadvantages are revealed. A comparative analysis of gas drying equipment used at gas industry enterprises is carried out. The natural gas produced at the fields contains a lot of impurities that can have a bad effect on the operation of gas pumping plants and pipelines. One of these types of impurities is water, which is capable of disrupting technological processes occurring in pipelines. Therefore, the problem of gas drying is quite acute for modern engineers and one of the most urgent in modern industry.
Ключевые слова: природный газ, метан, осушка газа, точка росы, компримирование, абсорбция, адсорбция.
Keywords: natural gas, methane, gas drying, dew point, compression, absorption, adsorption.
Природный газ - одно из важнейших полезных До 98 процентов природного газа составляет
ископаемых, активно применяемых в промышлен- метан, также в его состав входят гомологи метана -
ности и в быту. В условиях залегания находится этан, пропан и бутан и другие газы. Метан- это бес-
либо в газообразном состоянии, либо в виде сво- цветный газ без запаха, легче воздуха, горюч, но всё
бодного газа, либо в виде газовых залежей, либо в же его можно хранить с достаточной лёгкостью [4]. растворенном виде - в воде или в нефти.
«ШУШМУМ-ШУГМаУ» #32(Ш1)), 2022 / ТЕСИМСЛЬ 8С1Е1ЧСЕ
63
Рисунок 1 - Состав природного газа
Осушка газа - это операция удаления влаги из газов и газовых смесей, которая обычно предшествует транспортировке природного газа по трубопроводам или низкотемпературному разделению газовых смесей на компоненты [8].
Главным критерием степени осушения газа является «точка росы». Точка росы - это температура, до которой должен охладиться воздух, чтобы содержащийся в нём водяной пар достиг состояния насыщения и начал конденсироваться в росу. Чем она ниже, тем лучше. В целом же для уже прошедшего обработку газа точка росы должна быть не выше, чем минимальная температура окружающей среды.
Основными методами осушки газа являются физический, химический и физико-химический метод.
В основе физического метода лежит искусственное охлаждение газов, компримирование (технология промышленной обработки и подготовки газа, повышение давления газа с помощью
компрессора) их, а также сочетание компримирова-ния с охлаждением.
Химическая реакция между водой и химическими веществами может быть столь полной, что образующиеся при этом продукты гидратации будут иметь чрезвычайно низкую упругость водяных паров. Имеются химические реагенты, обеспечивающие практически полную осушку газа, и являющиеся основой химической осушки газа.
В производственных масштабах, готовя большие объемы газа к транспортировке по трубопроводам, применяют физико-химический метод. При использовании данного метода применяются реагенты, подающиеся регенерации и повторной эксплуатации, что обеспечивает снижение капитальных затрат. К таковым относятся, прежде всего, методы абсорбции и адсорбции [8].
Осушка газа методом абсорбции (рисунок 2) основывается на использовании специальных жидких реагентов, поглощающих из газа воду [7].
1 - окружающая среда; 2 - газовая среда; 3 - абсорбент. Рисунок 2 - Процесс взаимодействия абсорбента с газовой средой
В качестве реагентов, поглощающих влагу, должны быть использованы жидкие сорбенты высоко растворимые в воде с низкой агрессивностью, простотой регенерации, стабильностью по отношению к газовым компонентам, малой вязкостью. При абсорбции осушаемый газ поступает в нижнюю часть установки. Одновременно, навстречу ему из
верхней части колонны стекает раствор поглотителя. Затем осушитель, к тому моменту уже насыщенный влагой, подается в сепаратор. Там из него сначала выделяется газ, поглощенный внутри установки. Затем сорбент подогревается и направляется на регенерацию. Далее цикл повторяется. [7].
Основные преимущества абсорбционного метода осушки газа:
64
ТЕСИМСАЬ 8С1Е1ЧСЕ / «ШУШМУМ-ШУТМак» #32(155), 2022
— не высокие перепады давления;
— низкие эксплуатационные расходы;
— возможность осушки газов с высоким содержанием веществ, разрушающих твёрдые сорбенты.
К недостаткам данного способа относят:
— образование отходов в виде шлама;
— средний уровень осушки;
— возможность вспенивания поглотителен. Распространенная технология осушки газов с помощью твердых поглотителей влаги - метод адсорбции (рисунок 3). Однако возможность выбора этого метода сильно зависит от состава осушаемого газа. В нем могут находиться компоненты, негативно влияющие на твердые реагенты установки
[4].
1 - окружающая среда; 2 - газовая среда; 3 - адсорбент. Рисунок 3 - Процесс взаимодействия адсорбента с газовой средой
Кроме того, существуют и технико-экономические сложности. Процесс адсорбции гораздо сложнее поддается автоматизации, чем абсорбция. И выбор данного метода означает необходимость несения значительных капитальных затрат [3].
Основные преимущества адсорбционного метода осушки газа:
— продолжительный срок службы адсорбента;
— в широком диапазоне технологических параметров достигается низкая точка росы;
— изменение температуры и давления не оказывает существенного влияния на качество осушки.
Недостатки адсорбционного метода осушки:
— высокие эксплуатационные затраты;
— загрязнение адсорбента и частая его замена или очистка;
— отсутствие надежности непрерывного цикла технологического процесса.
Каждый из методов имеет преимущества и недостатки, поэтому, выбирая их, учитывают технические условия трубопроводов и экономическую выгоду.
Производится сравнение трех видов оборудования для осушки природного газа от трех производителей, используемое на газовых предприятиях. Результаты сравнения представлены в таблице 1 [1,2,6].
Таблица-1
Сравнение оборудования для осушки газа
Параметры/Марка «ГазСёрф» <^е1ГОгу» <^икег»
Производители Россия Россия Швейцария
Методы осушки Абсорбция Адсорбция Адсорбция
Используемые сорбенты Гликогель Десикант Силикагель
Регенерация сорбента + - +
Осушаемые газы Природный газ (+ кислые газы) Природный газ Природный газ
Температура воздуха окружающей среды, оС От -20 до 60 От -58 до 50 От -30 до 60
Диапазон точки росы, оС Не более -20 Не более -58 Не более -30
Средний срок службы, лет 12 8 10
В процессе исследования были рассмотрены различные методы осушки газа и определено, что способы, в основе которых находятся физико-химические процессы, являются наиболее эффективными методами осушки газа, транспортируемого в трубопроводах большой длинны. Одними из таких способов являются методы абсорбции и адсорбции. Было определено, что каждый из методов имеет свои преимущества и недостатки. Поэтому при их выборе учитываются технические и природные условия эксплуатации.
Подводя итоги исследования и анализа оборудования для осушки газа, можно отметить, что каждая производимая установка поставляется для конкретных географических и технических условий, где она будет эксплуатироваться, учитывая в первую очередь температурный диапазон окружающей среды и состав проходимого газового потока. Так же выбор того или иного вида оборудования опирается на количественный фактор проходимого природного газа, следственно, экономическая сторона проекта.
«шушетим-шигмау» #ШМШ), 2022 / TECHNICAL science
65
Список литературы
1. Каталог компании «Sulzer» [Электронный доступ]. - URL: https://www.sulzer.com/en/products (дата обращения: 12.11.22)
2. Компания «ГазСёрф» [Электронный доступ]. - URL: https://gazsurf.com/ru/o-kompanii (дата обращения: 12.11.22)
3. Кондауров С. Ю. «Перспективы использования адсорбционных технологий для подготовки газа к транспорту», Ж. «Газовая промышленность», 2016, №6
4. Маркелов В. А. «Производство, транспортировка, хранение и использование сжиженного природного газа», Ж. «Газовая промышленность», 2017, №8
5. Муллахметова Л. И. Черкасова Е. И. // Вестник технологического университета - 2015 № 19. - с 83-89.
6. Осушители адсорбционные «ShelfDry» [Электронный доступ]. - URL: https://www.tehnosfera.com/ (дата обращения: 12.11.22)
7. Осушка газа абсорбентами и адсорбентами [Электронный доступ]. - URL: https://poznayka.org/ (дата обращения: 10.11.22)
8. Осушка газа. Оборудование и установки осушки газа [Электронный ресурс]. -
URL: https://gas-dewatering.ru/osushka-gaza-oborudovanie-i-ustanovki-osushki-gaza/ (дата обращения: 10.11.22)
УДК 004.424
MoskalenkoA. A., Razumtseva O. V., Protsenko L. N.
Institute of Engineering Thermophysics of NAS of Ukraine, Kyiv.
DOI: 10.24412/2520-6990-2022-32155-65-69 TERMOMETRY AND ACOUSTIC MONITORING OF COOLING PROCESSES IN THE METAL
QUENCHING TECHNOLOGY
Москаленко АнатолийАндреевич,
кандидат технических наук, старший научный сотрудник, Институт технической теплофiзики НАН Украины Разумцева Ольга Васильевна, Младший научный сотрудник, Институт технической теплофизики НАН Украины Проценко Людмила Николаевна, Младший научный сотрудник, Институт технической теплофизики НАН Украины
ТЕРМОМЕТРИЯ И АКУСТИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ ПРОЦЕССОВ ОХЛАЖДЕНИЯ В ТЕХНОЛОГИЯХ ЗАКАЛИВАНИЯ МЕТАЛЛОВ
Аннотация.
Термическая термообработка - один из основных этапов технологического процесса, в котором достигается необходимый комплекс эксплуатационных характеристик изделий из металлов и сплавов. Решение задач оптимизации существующих и создание новых эффективных технологий термообработки стальных изделий невозможно без использования современных, точных и быстродействующих средств контроля нестационарного процесса охлаждения металла. С этой целью в Институте технической теплофизики НАНУ был создан и успешно прошел лабораторные и производственные испытания измерительный комплекс для регистрации и обработки термо-акустических показателей охлаждающих жидкостей, в соответствии с существующими международными стандартами.
Abstract
Heat treatment is one of the main stages of the technological process, as a result of which the required range ofperformance characteristics ofmetal and alloy products is achieved. Solving the tasks of optimization of existing and creation of new efficient technologies of heat treatment of steel products is impossible without use of modern, accurate and fast means of control of non-stationary process of metal cooling. To this purpose at the Institute of Engineering Thermophysics of NAS of Ukraine a measuring complex was created and successfully passed laboratory and production tests for recording and processing thermoacoustic indicators of cooling liquids, in accordance with existing international standards.
Ключевые слова: закалка, охлаждающие жидкости, стандартный зонд, режимы кипения, термические и акустические показатели.
Keywords:quenching, cooling liquids, standard probe, boiling modes, thermal and acoustic indicators.
