Файл: подготовка газа к транспорту. Выбор оборудования подготовки газа к транспорту.docx

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ТЮМЕНСКИЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Высшая инженерная школа EG

Кафедра «Транспорт углеводородных ресурсов»

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине

«Оборудование трубопроводного транспорта газа»

на тему:

«ПОДГОТОВКА ГАЗА К ТРАНСПОРТУ. ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ ПОДГОТОВКИ ГАЗА К ТРАНСПОРТУ »

	ВЫПОЛНИЛ: обучающийся группы СОТб-20-1
	Мирзоев В.Ч. ПРОВЕРИЛ:
	к.т.н., доцент Пономарева Т.Г.

Тюмень, 2023

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Газовая промышленность – одна из важнейших отраслей экономики, которая имеет существенное значение в создании материально-технической базы страны, в связи с чем правительство уделяет этой отрасли большое внимание.

---

Единая система газоснабжения России (ЕСГ) — уникальный технологический комплекс, включающий в себя объекты добычи, переработки, транспортировки, хранения и распределения газа в европейской части России и Западной Сибири. ЕСГ обеспечивает непрерывный цикл поставки газа от скважины до конечного потребителя. В основном была создана в советское время. Проект создания ЕСГ был подготовлен Министерством газовой промышленности СССР под руководством А. К. Кортунова. Является крупнейшей в мире системой транспортировки и балансирования поставок природного газа.

Россия стоит на первом месте в мире по разведанным запасам природного газа и на втором по объёму его добычи. На территории России эксплуатируется 23 подземных хранилищ газа (ПХГ) в 27 геологических структурах.

Протяжённость магистральных газопроводов России составляет 172,1 тысяч километров. В транспортировке газа используются 254 компрессорные станции с общей мощностью газоперекачивающих агрегатов 46,7 тысяч МВт.

К осенне-зимнему периоду 2018-2019 годов объем оперативного резерва газа в ПХГ составил 72,2 млрд м³, а потенциальная максимальная суточная производительность на начало сезона отбора достигла рекордного уровня – 812,5 млн м³ газа. Это на 7,2 млн м³ выше аналогичного показателя прошлого года.

Основной задачей газовых хозяйств является бесперебойное, надежное и экономичное газоснабжение потребителей, для чего необходимо четко организовывать и управлять, научно обоснованно планировать все показатели работы, выявлять и использовать резервы производства, повышать производительность труда. компрессорная станция сепарация газ

Есть недостатки и отрицательные свойства: взрыво- и пажароопасность природного газа, но всё это не уменьшает всех достоинств природного газа.

Целью работы является предоставление обзора процесса подготовки газа, описания различных устройств по очистке газа, а также, изучить способы выбора оборудования подготовки газа к транспорту.

---

1.ПРИРОДНЫЙ ГАЗ. СОСТАВ И ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПРИРОДНОГО ГАЗА

Природный газ — смесь газов, образовавшаяся в недрах земли при анаэробном разложении органических веществ. Природный газ относится к полезным ископаемым, одно из важнейших горючих ископаемых, занимающее ключевые позиции в топливно-энергетических балансах многих государств. Природный газ является важным сырьем для химической промышленности. В пластовых условиях (условиях залегания в земных недрах) находится в газообразном состоянии — в виде отдельных скоплений (газовые залежи) или в виде газовой шапки нефтегазовых месторождений, либо в растворённом состоянии в нефти или воде.

Энергетическая и химическая ценность природного газа определяется содержанием в нём углеводородов. Очень часто в месторождениях он сопутствует нефти. Разница в составе природного и попутного нефтяного газа имеется. В последнем, как правило, больше сравнительно тяжёлых углеводородов, которые обязательно отделяются, прежде чем использовать газ.

1.1 Химический состав

Природные углеводородные газы представляют собой смесь предельных углеводородов вида +2. Основную часть природного газа составляет метан C — до 98 %.

В состав природного газа могут также входить более тяжёлые углеводороды — гомологи метана: - этан ( ), - пропан ( ), - бутан ( ), а также другие неуглеводородные вещества: - водород ( ), - сероводород, - диоксид углерода (С ), - азот ( ), - гелий (Не).


Чистый природный газ не имеет цвета и запаха. Чтобы можно было определить утечку по запаху, в газ добавляют небольшое количество веществ

---

, имеющих сильный неприятный запах, так называемых одорантов. Чаще всего в качестве одоранта применяется этилмеркаптан.

1.2 Физические свойства

Ориентировочные физические характеристики (зависят от состава; при нормальных условиях, если не указано иное):

Плотность:

от 0,68 до 0,85 кг/м³ (сухой газообразный);

400 кг/м³ (жидкий).

Температура кипения при атмосферном давлении: –162°C

Температура самовозгорания: 650 °C;

Взрывоопасные концентрации смеси газа с воздухом от 5 % до 15 % объёмных;

Удельная теплота сгорания: 28—46 МДж/м³ (6,7—11,0 ккал/м³) (то есть 8-12 квт·ч/м³);

Октановое число при использовании в двигателях внутреннего сгорания: 120—130.

Легче воздуха в 1,8 раз, поэтому при утечке не собирается в низинах, а поднимается вверх.

Природные газы подразделяют на следующие группы:

1. Газ, добываемый из чисто газовых месторождений и представляющий собой сухой газ, свободный от тяжелых углеводородов.

2. Газы, добываемые вместе с нефтью (растворенные или попутные газы). Это физические смеси сухого газа, пропанобутановой фракции (жирного газа) и газового бензина.

3. Газы, добываемые из газоконденсатных месторождений — смесь сухого газа и жидкого углеводородного конденсата. Углеводородный конденсат состоит из большого числа тяжелых углеводородов (С5 + высш., С6 + высш. и т.д.), из которых можно выделить бензиновые, лигроиновые, керосиновые, а иногда и более тяжелые масляные фракции.

4. Газы газогидратных залежей.

Компонентный состав и свойства отдельных компонентов природного газа приведены в таблице 1.1.
Таблица 1.1 - Основные свойства компонентов природных газов в стандартных условиях

Свойство	Обозначение	CH4	C2H6	C3H8	i-C4H10	n-C4H10
Молекулярная масса	М	16,04	30,07	44,10	58,12	58,12
Объем 1кг газа, м3	V	1,40	0,74	0,51	0,39	0,39
Плотность по воздуху		0,554	1,038	1,522	2,006	2,006
Масса 1м3 газа, кг	m	0,71	1,35	1,97	2,85	2,85
Критическое давление, МПа	ркр	4,58	4,86	4,34	3,85	3,57
Критическая температура, К	Ткр	191	305	370	407	425

---

Во многих случаях состав природных углеводородных газов определяется не полностью, а лишь до бутана или гексана включительно, а все остальные компоненты объединяются в остаток (или псевдокомпонент).

Газ, в составе которого тяжелые углеводороды составляют не более 75 г/м3, называют сухим. При содержании тяжелых углеводородов более 150 г/м3 газ называют жирным.

Газовые смеси характеризуются массовыми или молярными концентрациями компонентов. Для характеристики газовой смеси необходимо знать ее среднюю молекулярную массу, среднюю плотность в килограммах на кубический метр или относительную плотность по воздуху.

Молекулярная масса М природного газа:
, (1.1)
где М – молекулярная масса i-го компонента; xi – объемное содержание i-го компонента, доли ед.

Для реальных газов обычно М=16 – 20.

Плотность газа ρг рассчитывается по формуле:
, (1.2)

где Vм – объем 1 моля газа при стандартных условиях.

Обычно ρг находится в пределах 0,73 – 1,0 кг/м3.

Плотность газа в значительной степени зависит от давления и температуры, и поэтому для практического применения этот показатель неудобен. Чаще пользуются относительной плотностью газа по воздуху ρг.в., равной отношению плотности газа ρг к плотности воздуха ρв, взятой при тех же давлении и температуре:

ρг.в. = ρг / ρв, (1.3)

Если ρг и ρв определяются при стандартных условиях, то ρв = 1,293 кг/м3 и ρг.в. = ρг / 1,293.

Плотность нефтяных газов колеблется от 0,554 (для метана) до 2,006 (для бутана) и выше.

Вязкость газа характеризует силы взаимодействия между молекулами газа, которые преодолеваются при его движении. Она увеличивается при повышении температуры, давления и содержания углеводородных компонентов. Однако при давлениях выше 3МПа увеличение температуры вызывает понижение вязкости газа.

Вязкость нефтяного газа незначительна и при 0оС составляет 0,000131 пз; вязкость воздуха при 0оС равна 0,000172 пз.

Уравнения состояния газов используются для определения многих физических свойств природных газов. Уравнением состояния называется аналитическая зависимость между параметрами газа

---