Разработка алгоритма непрерывного контроля влажности природного газа на станциях переработки и хранения газа

Гольцов А. С., Володин М. П.

РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА НЕПРЕРЫВНОГО КОНТРОЛЯ ВЛАЖНОСТИ ПРИРОДНОГО ЗАЗА НА СТАНЦИЯХ ПЕРЕРАБОТКИ И ХРАНЕНИЯ ГАЗА

Основная задача предприятий газовой промышленности – получение газа, пригодного к транспортировке и эксплуатации. Одним из основных показателей качества природного газа является присутствие в продукте жидкости в паровой фазе, или влажность. Этот параметр так важен из-за возникновения опасности транспортировки влажного газа по магистральным трубопроводам. В процессе транспортировки влажного природного газа при определенной температуре (температуре точки росы), влага, находящаяся в газе в паровой фазе конденсируется. Летом это может привести к появлению так называемых «водяных пробок» в трубопроводах, а зимой – «ледяных пробок» и как следствие разрыву магистралей.

Процесс эксплуатации СПХГ в течение года разделяется на два основных периода: период закачки и период отбора газа из хранилища.

В период закачки действуют компрессорные цеха и сепарационное оборудование установки мехочистки газа.

В период отбора действуют технологические установки подготовки газа к транспорту.

При отборе из хранилища газ поступает по внутрипромысловым шлейфам на ГРП откуда по коллектору подается на установку сепарации газа. Далее после второй стадии сепарации из сепаратора-фильтра газ поступает на установку осушки газа (рис.1). Она представляет собой блок абсорбера, состоящего из трех секций:

·  нижняя - сепарационная;

·  средняя - массообменная;

·  верхняя - каплеотбойная.

В нижней и верхней секциях расположены устройства для отделения капельной жидкости от потока газа. В средней секции колонны встроены массообменные тарелки.

В сепарационной секции от него отделяется капельная влага (метанольная вода), которая направляется на установку регенерации метанола. Из сепарационной секции газ поступает в секцию массообмена. На верхнюю тарелку абсорбера подаётся раствор регенерированного ДЭГа (РДЭГ). Как показывает практика, нельзя регулировать качество природного газа (точку росы по влаге и по углеводородам, или влажность) увеличением расхода РДЭГа в абсорбер. Этот вывод сделан исходя из того, что при определенном расходе РДЭГа в абсорбер имеет место унос ДЭГа газом в капельножидкой фазе. Для достижения заданной температуры точки росы осушаемого газа необходимо учитывать и регулировать целый комплекс технологических параметров, при этом должна выдерживаться определённая концентрация РДЭГа в абсорбере.

Рис. 1. Установка осушки природного газа

 ДЭГ, сливаясь по тарелкам, контактирует с газом, поглощая влагу, и доводится до состояния насыщения. Насыщенный раствор ДЭГа (НДЭГ) отводится с глухой тарелки абсорбера по уровню на ней. Газ от верхней тарелки проходит через фильтрующую секцию, предназначенную для улавливания капельного ДЭГа, на выход из абсорбера. На газопроводе после абсорбера установлен анализатор точки росы КОНГ-Прима-4, измеряющий влажность продукта.

Анализатор точки росы КОНГ-Прима-4 реализует метод точки росы, который заключается в определении температуры, до которой необходимо охладить (при неизменном давлении) ненасыщенный газ до состояния насыщения. Практически температуру точки росы определяют по началу конденсации водяного пара (или углеводородов) на плоской поверхности твердого тела (металлического зеркальца и т.п.), охлаждаемой в атмосфере влажного газа.

Однако из-за технологических особенностей реализации метода точки