Абсорбционная осушка природного газа. Определение основных характеристик осушки газа и регенерации ДЭГ. Метод прогнозной оценки основных составляющих потерь ДЭГа на УКПГ (с краткосрочным планированием на 1 год)

Л-1.     Абсорбционная осушка природного газа.

§1.Жидкие осушители и их свойства.

r=ar_г+(1-a)r_в                                   (1)

где:a - весовая доля гликоля в растворе;

r_г и r_в – плотности чистого гликоля и воды.

Лекция№3Определение основных характеристик осушки газа и регенерации ДЭГ.

1,Влагосодержание

Р_в⁰-давл.нас.вод.пара,МПа

Р-давл газа, МПа

В- поправка на не идеальность р-ра,г/м³МПа

Давл.нас.пара воды опред-ся по ур-ю:

поправка на неид-ть опис-ся след.зависимостью от t

2.Влагосодержание газа равновесного с раствором ДЭГ.

W^*=W*X*_в

где Х-мольная доля воды в р-ре ДЭГа

_в-к-т активности воды в р-ре

Мольная доля воды связанна с массовой концентрацией ДЭГа

_в-пред-ся по ур-ю справедливому для условия осушки в области Т=0..30⁰С

4.Обработка ДЭГа в абсорберах

g_н-конц.отраб.ДЭГа,%

g_к-конц-я РДЭГа,

W_н-в.с.сырого газа сепаратора,г/м³

W_к-в.с.осуш.газа

L/Q-кратность циркуляции

W_н-опред-ся по намограмме, как функция Т и Р в сепараторе. После чего к найденной равнов.вл-ти прибавляется унос из сепаратора:

W_н=W+U/100

W_k-раститывается по тем же ур-ям или по номограмме как ф-я точки росы газа при зад-ных Р и Т.

5.Конценрация продуктов установки РДЭГа

Р_в=Р⁰_в*X*g_в

Р_д=Р⁰_д(1-Х)*g_д

Р_п= Р_в+ Р_д= Р⁰_в*X*g_в+ Р⁰_д(1-Х)*g_д

где Х- мольная доля воды в растворе

g_в, g_д-к-ты активности воды и ДЭГа

Р_в, Р_д- давл.нас.паров воды и ДЭГа

Давления насыщ паров при Т ниже 100⁰С вычисляется по ур-ю:

а при т-рах выше 100⁰С по ур-ю:

(1)

Давления нас.пара ДЭГа можно выч-ть по ур-ю:

(2)

(3)

(4)

6. Концентрация РДЭГа

Конц РДЭГа  при испр.сост. испарителя и в отсутствии в аб-ре других лет продуктов опред-ся Р –нием в испарителе и Т-рой испарителя

(5)

Для оред-ния масс.конц.РДЭГа можно восп. ур-нием:

(6)

7. Концентрация ДЭГа в рефлексе.

Л-6.Метод прогнозной оценки основных составляющих потреь ДЭГа на УКПГ (с краткосрочным планированием на 1 год)

Q=q₁+q₂+q₃+q₄+q₅+q₆(1)

где q₁ – потери ДЭГа с осушаемым газом в виде капельного уноса;

q₂ – потери в паровой фазе;

q₃ – потери ДЭГ с рефлюксом в системе регенерации;

q₄ – потери ДЭГа из-за термического разложения;

q₅ – потери при ремонтных работах;

q₆ – потери при транспортировке.

Q_общ=Q×к_з       (2)

Мех-й унос ДЭГ во времени 1-1,5 лет с осушаемым газом по технологической нитке в г/тыс. м³:

U=(U_o×F_пр/К)×(е^kt–1)/t            (3)

где U – текущий унос ДЭГ;

U_o – начальный унос ДЭГ на рассматриваемой технологической нитке, г/тыс.м³;

t – время наработки аппарата, мес;

k – эмпирический коэффициент для данного аппарата осушки газа;

F_пр – приведенный фактор скорости в свободном сечении аб-ра:

F_пр=F/F_о          (4)

где F_о – фактор скорости рассчитанный по проектным данным, кг^0,5/(м^0,5×с);

F – фактор скорости рассчитанный в рабочих условиях, кг^0,5/(м^0,5×с);

F=W×r^0,5         (5)

где W – скорость газа на участке, м/с;

r – плотность газа, кг/м³.

W=Q_г×r_о/(r_р×0,785×D²)           (6)

где Q_г – расход газа ч/з аб-р;

D – диаметр аппарата;

r_о, r_р – плотность газа в н.у. и р.у.;

r_р=r_о×Р×Т_о/(Р_о×Т×z)     (7)

Потери ДЭГ с рефлюксом десорбера определяются ч/з концентрацию ДЭГ в рефлюксе и количество самого рефлюкса:

q₃=C_реф×G_реф/(Q_г×100) (11)

где G_реф – кол-во рефлюкса, кг/ч;

С_реф – концентрация ДЭГ в рефлюксе, % мас;

Q_г – расход газа по УКПГ, млн. м³.

Потери за счет термического разложения определяют исходя из лабораторных анализов смолистых веществ ДЭГ ориентировочное содержание смолистых веществ составляет 1-1,5 % мас. Формула для расчета потерь от термического разложения:

q₄=q_см×G_ДЭГ×k_цирк/(100×Q_г)     (12)

где G_ДЭГ – активная масса ДЭГ циркулирующая в системе

Q_г – расход газа по УКПГ, млрд. м³

q_см – кол-во смолистых веществ в ДЭГ, % мас;

k_цирк – кратность циркуляции ДЭГ – отношение потерь ДЭГ за год к объему циркулирующего ДЭГ.

Количество ДЭГ теряемое при ремонтных работах и промывке циркулирующей системы определяется по опыту прошлых лет.

Формула расчета удельных потерь в связи с ремонтными работами:

q₅=q_рем/Q_г

Лекция №7 Влияние изменения свойств ДЭГ в процессе осушки на эффективность работы основного технологического оборудования

Содержание Fe. На основании экспериментальных данных получено уравнение описывающее растворимость NaCl в ДЭГ с погрешностью 1% в диапазоне конценираций от 70 до 100 %:

S=8,457+(5,1×10^-2–6,75×10^-4×Х)×(Т–37,21)    (1)

где S – растворимость NaCl в ДЭГ, % мас;

Х – концентрация ДЭГ, % мас;

Т – температура, К.

Растворимость солей в растворах ДЭГ подчиняется правилу аддитивности и м. б. определена:

S=S_в(1–Х_d)+S_d×X_d      (2)

где S_в, S_d – растворимость NaCl в воде и ДЭГ

S – растворимость NaCl в растворе ДЭГ;

Х_d – концентрация ДЭГ в растворе, % мас.

Лекция №9Адсорбционный способ осушки газа

Требуемое кол-во ад-та:

С₁=Q×DW×t/a  (1)

где С₁ – кол-во ад-та, кг;

Q – кол-во осушаемого газа, м³/ч;

DW – кол-во влаги поглощаемой ад-том, кг/м³;

а – активность ад-та, а=4-7 %;

t – время работы, ч.