Модернизация конструкции распределительного устройства в абсорбере для осушки попутного нефтяного газа на нефтедобывающем предприятии
|
Введение 7
1 Технико-экономическое обоснование работы 9
1 Литературный обзор 10
1.1 Технические характеристики абсорбционных колонн 10
2.2 Конструктивные особенности исполнения абсорберов и принцип эксплуатации 12
2 Конструкторско-технологический раздел 20
2.1 Краткий обзор основных направлений интенсификации абсорбционных процессов 20
2.2 Анализ работы абсорбционных колонн 21
2.3 Технологические расчеты абсорбционных колонн 22
2.4 Механические расчет абсорбционной колонны 25
2.4.1 Расчёт толщины верхнего днища на прочность 25
2.4.2 Расчёт толщины цилиндрической обечайки на прочность 27
2.4.3 Расчёт плоского круглого днища на прочность 29
2.4.4 Расчёт фланцевого соединения с плоской крышкой 32
2.4.5 Расчёт аппарата при гидроиспытании 61
2.5 Модернизация абсорбера 63
3 Эксплуатация и ремонт
Заключение 71
Приложение А. Патентный обзор 16
Список использованных источников 73
1 Технико-экономическое обоснование работы 9
1 Литературный обзор 10
1.1 Технические характеристики абсорбционных колонн 10
2.2 Конструктивные особенности исполнения абсорберов и принцип эксплуатации 12
2 Конструкторско-технологический раздел 20
2.1 Краткий обзор основных направлений интенсификации абсорбционных процессов 20
2.2 Анализ работы абсорбционных колонн 21
2.3 Технологические расчеты абсорбционных колонн 22
2.4 Механические расчет абсорбционной колонны 25
2.4.1 Расчёт толщины верхнего днища на прочность 25
2.4.2 Расчёт толщины цилиндрической обечайки на прочность 27
2.4.3 Расчёт плоского круглого днища на прочность 29
2.4.4 Расчёт фланцевого соединения с плоской крышкой 32
2.4.5 Расчёт аппарата при гидроиспытании 61
2.5 Модернизация абсорбера 63
3 Эксплуатация и ремонт
Заключение 71
Приложение А. Патентный обзор 16
Список использованных источников 73
В настоящее время высокие темпы роста нефтяной и газовой промышленности обуславливают внедрение в эксплуатацию оборудования, позволяющего обеспечивать выполнение и сохранение основных показателей, а также получение качественного продукта. Наряду с нефтяной лидирующие позиции занимает газовая отрасль, являющаяся самой молодой и динамично развивающейся отраслью в топливно-энергетическом комплексе страны. Добыча газа в два раза дешевле добычи нефти, что определяет его экономическую значимость.
Газовая промышленность обеспечивает не только добычу, но и транспортировку газа, доставку его к потребителю. На территории России находится более трети мировых разведанных запасов природного газа, но практически все они сосредоточены в отдаленных от промышленных центров областях Западной Сибири. Строительство и эксплуатация крупнейшей в мире газотранспортной сети - Единой системы газоснабжения России также является предметом газовой промышленности. ЕСГ - это уникальный технологический комплекс, в состав которого включены объекты добычи, переработки, транспортировки, хранения и распределения газа.
Однако прежде чем осуществлять доставку конечного продукта, необходимо произвести целый комплекс мероприятий по достижению высокой степени качества. Процесс подготовки газа включает в себя осушку посредством абсорбции или адсорбции, отбензинивание, охлаждение и т.п. Осуществление данных операций предусматривает эксплуатацию оборудования в условиях повышенной концентрации механических примесей в перерабатываемом газа. Также возможно снижение подачи технологического газа и увеличению энергозатрат на его компримирование (из-за увеличения объемного расхода).
Рассматривая классические схемы подготовки и компримирования газа, необходимо уделить внимание основным ступеням осушки продукта. В настоящее время абсорбционные установки по осушке газа являются одним из основных видов технологического оборудования комплекса установки и подготовки газа и конденсата. Существует множество аппаратов по осушке газа - адсоберы, сепараторы, фильтры тонкой очистки и т.п. В рамках бакалаврской работы рассмотрим абсорбционную колонную гликолевую осушки.
На Ванкорском месторождении на объектах комплекса установки и подготовки газа и конденсата абсорбционные колонны представлены в виде вертикальных цилиндрических аппаратов диаметром 2200 мм, состоящих из двух частей, разделенных по жидкости «глухой» тарелкой, успешно функционируя и выполняя свое основное назначение. Однако существует проблема, требующая разработки и внедрения определенных технических решений.
В рамках Ванкорского производственного участка эксплуатируется установка осушки попутного газа. В состав технологического оборудования участка входит два блока абсорберов С-2801 и С-2802, работающие как при последовательном включении, так и при параллельном. По наблюдениям обслуживающего персонала в кубовой (сепарационной) части абсорбера улавливаются частицы водной и углеводородной фаз, причем наличие углеводородной фазы является вероятной причиной образования пенной эмульсии. Наличие легких углеводородов в рефлюксной емкости узла регенерации ТЭГ, также свидетельствует, о том, что в абсорберах происходит поглощение не только влаги, но и углеводородных компонентов. Эти факторы позволяют предположить, что углеводородные компоненты ПНГ системы 28, а также некоторое содержание компрессорного масла приводят: .
- к снижению концентрации триэтиленгликоля (за счет поглощения углеводородов); - к снижению движущей силы абсорбции за счет вертикального перемешивания абсорбента в насадочном слое, возникающем из- за образования пенной эмульсии);
Таким образом, цель работы - провести анализ и оценить эффективность существующих распределительных устройств направленных на повышение качества работы абсорбционного оборудования на объектах комплекса установки и подготовки газа и конденсата на Ванкорском производственном участке .
Для достижения поставленной цели необходимо выполнить следующие задачи:
- провести литературный и патентный обзоры существующих источников информации;
- выполнить механический и технологические расчёты и сравнить полученные данные по нормативным документам;
- выявить перспективные пути решения обозначенной проблемы и обосновать целесообразность выбранного решения.
В бакалаврской работе представлены конструктивные особенности абсорберов, режимы их эксплуатации. Помимо основных расчетов представлены необходимые расчеты параметров модернизированного оборудования, а так информацию по эксплуатации и его ремонту абсорберов
Газовая промышленность обеспечивает не только добычу, но и транспортировку газа, доставку его к потребителю. На территории России находится более трети мировых разведанных запасов природного газа, но практически все они сосредоточены в отдаленных от промышленных центров областях Западной Сибири. Строительство и эксплуатация крупнейшей в мире газотранспортной сети - Единой системы газоснабжения России также является предметом газовой промышленности. ЕСГ - это уникальный технологический комплекс, в состав которого включены объекты добычи, переработки, транспортировки, хранения и распределения газа.
Однако прежде чем осуществлять доставку конечного продукта, необходимо произвести целый комплекс мероприятий по достижению высокой степени качества. Процесс подготовки газа включает в себя осушку посредством абсорбции или адсорбции, отбензинивание, охлаждение и т.п. Осуществление данных операций предусматривает эксплуатацию оборудования в условиях повышенной концентрации механических примесей в перерабатываемом газа. Также возможно снижение подачи технологического газа и увеличению энергозатрат на его компримирование (из-за увеличения объемного расхода).
Рассматривая классические схемы подготовки и компримирования газа, необходимо уделить внимание основным ступеням осушки продукта. В настоящее время абсорбционные установки по осушке газа являются одним из основных видов технологического оборудования комплекса установки и подготовки газа и конденсата. Существует множество аппаратов по осушке газа - адсоберы, сепараторы, фильтры тонкой очистки и т.п. В рамках бакалаврской работы рассмотрим абсорбционную колонную гликолевую осушки.
На Ванкорском месторождении на объектах комплекса установки и подготовки газа и конденсата абсорбционные колонны представлены в виде вертикальных цилиндрических аппаратов диаметром 2200 мм, состоящих из двух частей, разделенных по жидкости «глухой» тарелкой, успешно функционируя и выполняя свое основное назначение. Однако существует проблема, требующая разработки и внедрения определенных технических решений.
В рамках Ванкорского производственного участка эксплуатируется установка осушки попутного газа. В состав технологического оборудования участка входит два блока абсорберов С-2801 и С-2802, работающие как при последовательном включении, так и при параллельном. По наблюдениям обслуживающего персонала в кубовой (сепарационной) части абсорбера улавливаются частицы водной и углеводородной фаз, причем наличие углеводородной фазы является вероятной причиной образования пенной эмульсии. Наличие легких углеводородов в рефлюксной емкости узла регенерации ТЭГ, также свидетельствует, о том, что в абсорберах происходит поглощение не только влаги, но и углеводородных компонентов. Эти факторы позволяют предположить, что углеводородные компоненты ПНГ системы 28, а также некоторое содержание компрессорного масла приводят: .
- к снижению концентрации триэтиленгликоля (за счет поглощения углеводородов); - к снижению движущей силы абсорбции за счет вертикального перемешивания абсорбента в насадочном слое, возникающем из- за образования пенной эмульсии);
Таким образом, цель работы - провести анализ и оценить эффективность существующих распределительных устройств направленных на повышение качества работы абсорбционного оборудования на объектах комплекса установки и подготовки газа и конденсата на Ванкорском производственном участке .
Для достижения поставленной цели необходимо выполнить следующие задачи:
- провести литературный и патентный обзоры существующих источников информации;
- выполнить механический и технологические расчёты и сравнить полученные данные по нормативным документам;
- выявить перспективные пути решения обозначенной проблемы и обосновать целесообразность выбранного решения.
В бакалаврской работе представлены конструктивные особенности абсорберов, режимы их эксплуатации. Помимо основных расчетов представлены необходимые расчеты параметров модернизированного оборудования, а так информацию по эксплуатации и его ремонту абсорберов
Газовая промышленность является одним из важнейших элементов экономики страны, и в этой связи стремительно набирает обороты в своем развитии как самостоятельная отрасль. Это обусловлено многими факторами, такими как высокая экологичность и энергоемкость добываемого сырья, повышение КПД агрегатов и сокращении расхода топлива. По выводам многих аналитиков и ученых, темпы развития газовой отрасли в России будут только расти, предпосылки и база для существенного наращивания ресурсов газа в стране имеется.
В этой связи необходимо особое внимание уделять оборудованию, эксплуатируемому на объектах добычи, компримирования и подготовки газа. Современный рынок специализированных машин и аппаратов полагает тенденции роста и развития по данному вопросу. Как уже было отмечено, одну из ключевых позиций занимают процессы по осушке продукта. Любые колебания технологических влияют на осушку газа, а также на состояние оборудования и дальнейшую транспортировку потребителю. Поэтому поддержание оптимального температурного режима на всех этапах является основной и целесообразной задачей для любой газовой компании.
В данной работе были рассмотрены колонны абсорберы, предназначенные для осушки продукта в классических схемах подготовки и компримирования. По итогам проведенного анализа компетентных источников, было установлено, что в последнее время интенсификации т процессов осушки газа посвящено немало научных трудов, исследований, статей и т.п., однако специализированных учебных пособий не достаточно много. Актуальность проведения этих исследований обусловлена необходимостью повышения энергоэффективности и увеличению показателей работы оборудования.
В работе рассмотрены основные конструкции абсорберов, которые в широком ассортименте представлены на рынке колонного оборудования отечественными поставщиками. Также проанализированы достоинства и недостатки эксплуатации данных аппаратов и установлено, что в своем сегменте они занимают далеко не последние позиции, обеспечивая качественные и количественные показатели. Проведенный патентный поиск показал, что в последние пять лет регистрируются изобретения, направленные на модернизацию аппаратов абсорбционной осушки. Основные преобразования связаны с общей модернизацией конструкции, сепарационных секций, позволяющих увеличить эффективность работы. При этом решаются задачи по оптимизации работы оборудования; основные преимущества представленных технических решений заключаются в повышенной эксплуатационной надежности, в сниженном энергопотреблении и увеличении качества
осушаемого газа.
В бакалаврской работе была проведена оценка работы абсорберов и получены выводы о том, что данные аппараты не справляются со своим прямым назначением, за счет чего возникает явление недостижения проектной степени осушки. Рассмотрев возможности дополнительной интенсификации абсорбционных процессов, была рассмотрена модернизация аппарата «Инжехим». Ее преимущества в существенном повышении степени осушки в сепарационной секции аппарата, сравнительно небольшом капиталовложении при монтаже и вводе в эксплуатацию, возможности сезонного применения и регулирования.
Таким образом, мы приходим к выводу, что интенсификация абсорбционных процессов приводит к повышению качества осушаемого газа и положительным образом сказывается на дальнейших этапах подготовки газа.
В этой связи необходимо особое внимание уделять оборудованию, эксплуатируемому на объектах добычи, компримирования и подготовки газа. Современный рынок специализированных машин и аппаратов полагает тенденции роста и развития по данному вопросу. Как уже было отмечено, одну из ключевых позиций занимают процессы по осушке продукта. Любые колебания технологических влияют на осушку газа, а также на состояние оборудования и дальнейшую транспортировку потребителю. Поэтому поддержание оптимального температурного режима на всех этапах является основной и целесообразной задачей для любой газовой компании.
В данной работе были рассмотрены колонны абсорберы, предназначенные для осушки продукта в классических схемах подготовки и компримирования. По итогам проведенного анализа компетентных источников, было установлено, что в последнее время интенсификации т процессов осушки газа посвящено немало научных трудов, исследований, статей и т.п., однако специализированных учебных пособий не достаточно много. Актуальность проведения этих исследований обусловлена необходимостью повышения энергоэффективности и увеличению показателей работы оборудования.
В работе рассмотрены основные конструкции абсорберов, которые в широком ассортименте представлены на рынке колонного оборудования отечественными поставщиками. Также проанализированы достоинства и недостатки эксплуатации данных аппаратов и установлено, что в своем сегменте они занимают далеко не последние позиции, обеспечивая качественные и количественные показатели. Проведенный патентный поиск показал, что в последние пять лет регистрируются изобретения, направленные на модернизацию аппаратов абсорбционной осушки. Основные преобразования связаны с общей модернизацией конструкции, сепарационных секций, позволяющих увеличить эффективность работы. При этом решаются задачи по оптимизации работы оборудования; основные преимущества представленных технических решений заключаются в повышенной эксплуатационной надежности, в сниженном энергопотреблении и увеличении качества
осушаемого газа.
В бакалаврской работе была проведена оценка работы абсорберов и получены выводы о том, что данные аппараты не справляются со своим прямым назначением, за счет чего возникает явление недостижения проектной степени осушки. Рассмотрев возможности дополнительной интенсификации абсорбционных процессов, была рассмотрена модернизация аппарата «Инжехим». Ее преимущества в существенном повышении степени осушки в сепарационной секции аппарата, сравнительно небольшом капиталовложении при монтаже и вводе в эксплуатацию, возможности сезонного применения и регулирования.
Таким образом, мы приходим к выводу, что интенсификация абсорбционных процессов приводит к повышению качества осушаемого газа и положительным образом сказывается на дальнейших этапах подготовки газа.