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

Влагосодержание приведено к условиям Р=0,1013 МПа и t=0 ^оС.

Точка А на рабочей линии (рисунок 3.2) соответствует конечной точке осушки газа. Концентрация ТЭГа в точке А равна Х₁,% масс. Точке росы, равной минус 5 ^оС, соответствует влагосодержание газа Х₁ (таблица 2.3). Точка В на рабочей линии соответствует начальной точке осушки. Концентрация ТЭГа в точке В равна Х₂.

При подаче газа в абсорбер с температурой 35 ^оС его влагосодержание:



г/м³

г/м³



А

Влагосодержание ТЭГа, % вес.


Рисунок 3.2 – Рабочая и равновесная линия влагосодержания для МФА и определения теоретического числа ступеней
Построением ступенчатой ломаной линии между рабочей и равновесной линиями получаем n_Т теоретических тарелок.

Число теоретических тарелок определяем по формуле (3.4)

шт
шт

где η_т - контактно-сепарационных тарелок, принимаем равным 0,6.

Принимаем 2 рабочие тарелки.

Расчет количества ТЭГа.

Расчет количества TЭГа проводится для следующих параметров газа:

температура контакта – T_K= 35 ^оС, точка росы минус 5 ^оС, давление 1,8 МПа.

Количество влаги, поглощаемое при осушке:

кг/ч

Необходимое количество РTЭГа по формуле (3.6)

Q_РТЭГ м³/час

При температуре осушаемого газа 35⁰С для достижения точки росы минус 5⁰С при давлении 1,8 МПа необходимо 7,7 м³/ час РТЭГа.

Расчет массообменной секции

---

Площадь сечения элемента составит:

F_к-с=0,785∙d_к-с² = 0,785∙0,06² = 0,002826 м²

где d_к-с– внутренний диаметр элемента. Принимаем равным 0,06м.

Скорость газа в контактных элементах:

W=

W_max= м/с

W_min= м/с

W_ном= м/с

где Ф – фактор скорости в контактных элементах: Ф_ном=24,3; Ф_maх=26,7; Ф_min=12.

Объёмная производительность секции:

Q_max=W_max∙n_к-с∙F_к-с м³/с

Q_min=W_min∙n_к-с∙F_к-с м³/с

где n_к-с – количество контактно-сепарационных элементов.

Принимается 110 шт., при диаметре аппарата D=1,4 м.

Расчет выходной сепарационной секции (сепарационная тарелка и фильтр-коагулятор)

Поверхностное натяжение ТЭГа при рабочих условиях:

σ_D=(σ_D⁰+1)-(10∙P_p)^0,65 = (30+1)-(10∙1,8)^0,65 =26,75 кг/м

Критическая скорость газа в сепарационном элементе:

м/с

где К – коэффициент устойчивости режимов течения от давления, принимается равным 4,5.

Объемная производительность сепарационной тарелки:

F_c м³/c

где F_c=F_к-с=0,00283 м² – площадь сечения элемента;

n_с – количество элементов на сепарационной тарелке.

Принимается n_с=204 шт.

Свободное сечение между фильтрующими патронами:

F_св=0,785∙(D²-n_ф∙d_ф²) = 0,785∙(1,4²-121∙0,105²)=0,5 м²

где d_ф – наружный диаметр фильтрующего патрона, принимается равным 0,105 м;

n_ф – количество фильтрующих патронов. Принимается равным 121 шт.

Объемная секундная производительность:

0,7 м³/с

Скорость в свободном сечении аппарата на верхнем срезе фильтрующих аппаратов:

---

м/с

Скорость фильтрации:

W_ф=0,07∙ м/с

Поверхность набегания газа на фильтрующий патрон:

f_ф= м²

где l_ф– длина фильтрующих патронов. Принимается равной 1,05 м.

Действительная площадь фильтрации определяется по формуле (3.18)

F_ф= n_ф ∙ f_ф =121∙0,346=41,88 м²

Максимальная пропускная способность фильтрующей секции:

Q_max= W_ф∙ F_ф∙ м³/с

Расчет входной сепарационной секции (вертикальная кольцевая сетчатая насадка)

Коэффициент, учитывающий влияние начального содержания жидкости С_е=5,47

Скорость набегания газа на вертикальную кольцевую сетку:

W_кр^/=1,5 ∙ 0,85 ∙ C_e ∙ K ∙

м/с

где К=0,51 – коэффициент устойчивости режимов течения от давления.

Расчетная площадь вертикальной кольцевой насадки:

м²

Расчетная высота насадки:
м

где D_ср =1,36 м – средний диаметр насадки

Действительная поверхность набегания кольцевой вертикальной насадки:

м²

Максимальная пропускная способность секции:

млн. м³/с

Площадь сечения колонны:

м²

Площадь для прохода газа:

F_г = F_K – 0,785∙ D_гл² =1,538 – 0,785∙1,2² = 0,4082 м²

Скорость природного газа в сечении:

м/с

Скорость движения жидкости в эллиптическом днище:

м/с

Действительное время пребывания жидкости на глухой тарелке:

---

мин

Допустимое время пребывания жидкости на глухой тарелке [τ]=3 мин



- условие выполняется

Проверка переливного устройства

Расстояние между сливной и приемной планками в сливном устройстве определяются по формуле (3.31)

;

где h_пр – действительная величина стрелки приемного кармана, равная 0,185 м;

h_сл – действительная величина стрелки слива, равная 0,125 м.



0,06≥0,04 – условие выпоняется

Данный абсорбер может работать в стабильном режиме, но массообменная секция не обеспечивает требуемую степень очистки и осушки природного газа. Так как влагосодержание газа на выходе из абсорбера 0,2064 г/м³ превышает необходимую - 0,03 г/м³.

Для обеспечения необходимого влагосодержания газа целесообразно установить в массообменной секции пластинчатую насадку конструкции ДОАО ЦКБН.

---

3.2 Расчет абсорбера, оснащенного регулярной насадкой ДОАО ЦКБН

Регулярные насадки предназначены для массообменного, теплообменного, ректификационного и сепарационного технологического оборудования. Преимущества:

- малое гидравлическое сопротивление; - высокая производительность; - повышенная эффективность; - минимальные потери жидкости с газом; - большой свободный объем; - высокая прочность; - самораспределение потоков жидкости и газа.

Технические характеристики:

- Удельная поверхность, м²/м3: 135.. 264 - Удельный вес, кг/м3: 270.. 290 - Свободный объем, %: 8.. 96 - Удельное сопротивление, мм вод.ст./м: 50.. 80

Преимущества абсорбера, оснащенного регулярной насадкой:

- сокращение потерь гликоля уносимого с насыщенным газом из аппарата с 15 г/1000 м³ до 1- 3г/1000м³ газа; - увеличение ресурса работы фильтрующих элементов до 4-10 лет; - сохранение производительности аппарата по газу при снижении рабочего давления практически в 2 раза; - сокращение капитальных затрат.

Технические характеристики:

- Точка росы осушенного газа, °C - в соответствии с ОСТ 51.40-93 - Унос гликоля из аппарата, г/1000м³: до 1-3 - Вынос гликоля на фильтр-коалесцирующую секцию, г/1000м³: следы.



Рисунок 3.3 – Эскиз регулярной насадки
Расчет массообменной секции абсорбера осушки газа, оснащенного регулярной пластинчатой насадкой конструкции ДОАО ЦКБН.

Эскиз абсорбера представлен на рисунке 3.4.

Рисунок 3.4 – Эскиз абсорбера, оснащенного регулярной насадкой ДОАО ЦКБН

---