Разработка конструкции аппарата для осушки природного газа

ВВЕДЕНИЕ 7
1 Литературный обзор 9
1.1 Классификация природных газов 9
1.2 Требования к качеству товарных газов 10
1.3 Методы осушки 13
1.3.1 Абсорбционный метод 13
1.3.2 Осушка кислых газов 17
1.3.3 Прямоточные абсорбционные процессы осушки газа 18
1.3.4 Адсорбционный метод 20
1.3.5 Подготовка газа к транспорту с применением процесса низкотемпературной сепарации 21
2 Патентно - информационный обзор 24
3 Технологическая часть 32
3.1 Характеристика сырья и готовой продукции 32
3.2 Описание технологической схемы установки 32
3.3 Уравнения материального баланса 34
3.3.1 Материальный баланс установки 34
3.3.2 Описание технологической схемы установки 34
3.3.3 Материальный баланс установки осушки природного газа, материальный
баланс аппарата 36
3.4 Технологический расчет абсорбера 40
3.4.1 Определение числа теоретических тарелок 40
3.4.2 Расчёт массообменной секции с прямоточно - центробежными элементами 4 1
3.4.3 Высота абсорбера 43
3.4.4 Расчет основных диаметров штуцеров 43
4 Механическая часть 46
4.1 Исходные данные для конструктивного расчета аппарата 46
4.2 Расчет на прочность основных узлов и деталей аппарата 46
4.2.1 Выбор материала 46
4.2.2 Расчет толщины стенки цилиндрической части аппарата 47
4.2.3 Определение допускаемого напряжения 48
4.2.4 Определение толщины стенки днищ 49
4.2.5 Проверка напряжений в нижней части стенки аппарата при проведении
гидравлических испытаний 50
4.2.6 Конструкция опоры колонного аппарата 51
4.2.7 Определение веса аппарата 53
4.2.8 Ветровая нагрузка 54
4.2.9 Проверка прочности фундамента 58
4.2.10 Определение толщины фундаментального кольца 59
4.2.11 Расчет аппарата на устойчивость 60
4.2.12 Расчет сварного шва, соединяющего опорную часть с аппаратом 62
4.2.13 Проверка устойчивости формы в сжатой зоне стенки цилиндрической
опорной части и корпуса аппарата 62
4.3 Специальная часть 65
4.4 Эксплуатация основного оборудования 68
4.4.1 Описание абсорбера 68
4.4.2 Безопасная эксплуатация установки осушки природного газа 68
4.4.3 Пуско-наладочные работы и запуск установки 69
4.4.4 Остановка установки 72
4.5 Ремонт и монтаж основного оборудования 73
4.5.1 Подъем способом поворота вокруг шарнира 77
4.5.2 Выверка и крепление аппарата к фундаменту 78
4.5.3 Ремонт корпуса абсорбера 79
4.5.4 Ремонт внутренних устройств 82
4.5.5 Испытание аппарата 82
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 84
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 85
Приложение А 87


Купить

Пластовая смесь помимо природного газа содержит в своем составе механические примеси, пластовую воду, жидкие углеводороды. Пластовая вода заключает в своем составе метанол и минеральные соли, способствующие забивке трубопроводов и аппаратов. Механические примеси, заключающиеся в газе (пыль, частички грунта), вызывают повреждение и преждевременный износ трубопроводов и деталей компрессоров. Вследствие этого газ перед подачей в магистральный газопровод необходимо отделять от механических примесей и жидкой фазы (капельной жидкости). Этот процесс осуществляется в газосепараторах. В этих сепараторах предусмотрен слив дренажа.
Диоксид углерода и сероводород содержащийся в пластовом газе являются кислыми коррозионно-агрессивными элементами, которые во влажной среде содействуют протеканию внутренней коррозии в трубах и оборудовании, также, они повергают к ухудшению топливных качеств газа, повышают температуру гидратообразования. По этим причинам газ перед подачей в магистральную трубу необходимо очищать от кислых примесей.
Присутствие влаги в газе снижает теплотворность, способствует образованию при низких температурах гидратных пробок, которые забивают рабочие пространства приборов, аппаратов и трубопроводов, тем самым нарушая их технологические гидравлические режимы. По мимо этого, гидраты осложняют транспорт газа по газопроводу, уменьшая его сечение, сокращая его пропускную способность.
Вышеперечисленные проблемы приводят к выводу, что природный газ перед транспортировкой по магистральному газопроводу необходимо подвергать осушки газа.
Осушка углеводородных газов является важным компонентом в механизме подготовки природных газов к транспортировке по магистральному трубопроводу, установок охлаждения природных и нефтезаводских газов, циркуляции газов риформинга, установок производства этана, этилена, пропилена и т. п. Острая необходимость в сверхглубокой осушке газа проявляется при переработке природных газов в металлургической промышленности.
Для нормальной работы газопровода газ следует осушать так, чтобы точка росы его была на 2-3° ниже минимальной температуры охлаждения газа при транспортировке по газопроводу. Степень глубины осушки определяется технологией процессов дальнейшей переработки газов и нормативами отраслевых стандартов.
В настоящей практике осушки углеводородных газов применяют адсорбционные и абсорбционные методы, причем из адсорбционных применяется посредством добавления силикагелей или цеолитов (природными либо синтетическими), а из абсорбционных чаще всего используют осушку гликолями, такими как (этиленгликоль, диэтиленгликоль и триэтиленгликоль). Также обширно используется процесс низкотемпературной сепарации для извлекания углеводородного конденсата и воды. Иногда используют комбинированную схему осушки.
Абсорбционная осушка располагает рядом преимуществ по сопоставлению к адсорбционной. Плюсами данного вида осушки являются меньшие капитальные и эксплуатационные расходы; достаточно небольшое изменение давления в системе; возможность осушки газов, содержащих вещества, отравляющие твердые сорбенты.
Методы борьбы с гидратами углеводородных газов очень разнообразны, и для каждого случая подбирается свой способ, наиболее эффективный, в зависимости от получения требуемой степени осушки.
В данной выпускной-квалификационной работе в соответствии с заданием разработана установка осушки природного газа из расчётов по Ямбургскому месторождению мощностью 40,5 млрд. м3 в год.
Купить