Способ подготовки природного газа к транспорту

 

Изобретение относится к области подготовк 1 природного газа к транспорту. Цель - повь шение надежности работы станции охлаждения газа, уменьшение энергозатрат и эксплуатационных расходов при подготовке природного газа к дальнему транспорту в условиях Крайнего Севера. Цель достигается тем, что производится изменение состава и физико-химических свойств абсорбента, уносимого с установок осушки газа, в сторону снижения в нем содержания диэтиленгликоля за счет введения модификатора в осушенный газ в количестве, определяемом уравнением . ., 0,4 -0,0151° m g M ----:--- , 85 + 1,6t° где m - количество модификатора, г/1000 нм газа; М - средняя молекулярная масса модификатора; g - унос диэтиленгликоля с газом, г/1000 нм3 газа; t° - температура газа, °С. 1 з.п.ф-лы, 2 ил. (Л t

СОНЭЗ СОВ (ГС ИХ

СОЦИАЛИСТИ 4Е СКИХ

РЕСПУЬЛИК

РСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ТВО СССР

ЕНТ СССР) ГОСУ А

ВЕЛО С (ГОСП Т

К АВ

77591/26 ,01.90 ,02,93. Бюл. ¹ 5 суда рст вен н ый научно-исследоваий и проектно-конструкторский инс"ЮжНИИгипрогаэ" и Донецкий хнический институт .Л,Ярым-Агаев, Л.Д.Афанасенко, твиенко, Е,Н.Туревский, В,И.ЕлистВ.Ю.Попов

О обустройства Ямбургского газоконного месторождения на добычу 205 (Заказ 8507.1). Донецк, Институт

ИГипрогаз, 1985, ОСОБ ПОДГОТОВКИ ПРИРОДНОГО

ТРАНСПОРТУ обретение относится к области подприродного газа к транспорту, Цель шение надежности работы станции темпер

На б технич с зульта родног

ОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4 (22) 0 (46) 0 (71) Г тельс титут полит (72)

В.Г,М ратов (56) Т денса млр/м

ЮжН (54) С

ГАЗА, (57) И

Готовк — пов бретение относится к способам абонной подготовки природного газа к орту в условиях Крайнего Севера и быть использовано для предотвраотложений уносимого газом абсорна поверхностях теплообменного ования при охлаждении газа и трансовке его по подземному газопроводу виях вечномерзлых просадочных

Из сорбц транс может щения бента обору порти в усл грунто

Иэ ки вла колем естен способ абсорбционной осушного природного газа диэтиленглиысокой концентрации (99,3%) при туре контакта от+10 до+30 С. олее близким к предлагаемому по кой сущности и достигаемому реявляется способ подготовки пригаза в условиях Крайнего Севера, rsI>5 F 25 j 3/00, В 01 0 53/26 охлаждения газа, уменьшение энергозатрат и эксплуатационных расходов при подготовке природного газа к дальнемутранспорту в условиях Крайнего Севера. Цель достигается тем, что производится изменение состава и физико-химических свойств абсорбента, уносимого с установок осушки газа; в сторону снижения в нем содержания диэтиленгликоля эа счет введения модификатора в осушенный газ в количестве, определяемом уравнением

) 0,4 — 0,015 1

85 + 1,6 т где m — количество модификатора, г/1000 з нм газа; М вЂ” средняя молекулярная масса модификатора: g — унос диэтиленгликоля с газом, г/1000 нм газа; т — температура газа, С. 1 з.п,ф-лы, 2 ил. включающий традиционную осушку природного газа диэтиленгликолем по способу абсорбционной осушки, с последующим охлаждением газа на станциях охлаждения перед подачей его в газопровод до температуры минус 2-4 С.

Недостатком данного способа подготовки природного газа является накопление на поверхностях теплообменного оборудования станции охлаждения газа диэтиленгликоля. Это объясняется уносом с установок осушки газа диэтиленгликоля в виде мелких капель и в паровой фазе, Унос составляет 10-120 г на 1000 нм газа. При температурах около 0 С и ниже ДЭГ становится вязким, желеобразным и осаждается на холодных поверхностях теплообменного оборудования. При этом ухудшается тепло1793174 обмен и уменьшается свободное сечение теплообменников, что приводит как к снижению производительности станции, так и к увеличению энергозатрат на подготовку газа к транспорту.

Цель изобретения — повышение надежности работы станции охлаждения газа, уменьшение энергозатрат и эксплуатационных расходов при подготовке природного газа к дальнему транспорту в условиях Крайнего Севера.

Цель достигается тем, что производится изменение состава абсорбента, уносимого газом с установок осушки газа, в сторону снижения концентрации диэтиленгликоля в нем за счет введения в осушенный газ модификатора, в качестве которого предлагается использовать трибутилфосфат, N-метилпирролидон, у -бутиролактон, эфиры ди- и триэтиленгликоля, пропиленкарбонат, диметилформамид, 1,3-бутандиол, а также смеси из перечисленных веществ в любом соотношении.

Изменение состава уносимого газом абсорбента может быть произведено двумя способами: путем впрыска в осушенный газ до его охлаждения модификатора; путем промывки осушенного газа до его охлаждения модификатором либо его смесями с диэтиленгликолем с помощью известного устройства в виде глухой тарелки наверху абсорбционной колонны.

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что предлагаемый способ подготовки природного газа к дальнему транспорту отличается от известного тем, что производится изменение со. става и физико-химических свойств абсорбента, уносимого с установок осушки газа, в сторону снижения концентрации в нем диэтиленгликоля за счет введения модификатора в осушенный газ в количестве, определяемом уравнением

0,4 — 0.015 to

m >g M

85 + 1, б tо где m — количество модификатора в г!1000 нм газа;

М вЂ” средняя молекулярная масса модификатора;

g — унос ДЭГ с газом, г/1000 нм газа: т — температура газа, С.

Известен способ подготовки природного газа, заключающийся в осушке природного газа диэтиленгликолем с последующим охлаждением газа на станции охлаждения.

Однако при таком способе подготовки природного газа диэтиленгликоль, находящийся в осушенном газе, во время охлаждения газа на станции охлаждения осаждается на теплообменном оборудовании этой станции и его слой нарастает с увеличением количества пропущенного газа, что приводит к снижению производительности станции и к увеличению энергозатрат на подготовку газа к транспорту.

В предлагаемом способе изменение состава и физико-химических свойств абсорбента эа счет введения модификатора в осушенный газ при охлаждении газа на станциях охлаждения позволяет устранить налипание- диэтйленгликоля на холодных поверхностях теплообменного оборудования. Образование на металлической поверхности теплообменного оборудования пленки абсорбента объясняется смачивающими свойствами, В дальнейшем при охлаждении газа накапливания абсорбента на станках теплообменного оборудования не происходит.

В предлагаемом способе подготовки природного газа к дальнему транспорту предотвращение налипания ДЭГ на холодных поверхностях теплообменного оборудования позволяет не только повысить пройзводительность станции охлаждения газа. но и уменьшить энергозатраты и эксплуатационные расходы при подготовке газа к транспорту. Способ позволяет уменьшить объем закупки и доставки ДЭГ на Крайний Север, что уменьшит также эксплуатационные расходы на подготовку газа.

Изменение состава уносимого газом абсорбента может быть произведено двумя способами: путем впрыска в осушенный газ до его охлаждения модификатора; путем промывки осушенного газа до его охлаждения модификатором с помощью известного устройства в виде глухой тарелки наверху абсорбционной колонны.

45 Предлагаемые способы ввода модификатора для изменения состава и физико-химических свойств абсорбента поясняются фиг.1 и 2.

По первому способу (фиг,1) сырой теп50 лый газ с температурой выше 15 С поступает по трубопроводу 1 в абсорбционный аппарат 2, где производят осушку диэтиленгликолем, который поступает Ilo трубопроводу 3 в абсорбционный аппарат, далее

55 осушенный газ поступает в сепаратор 4, где отбивается часть уносимого газом абсорбента, и по трубопроводу 5 поступает в смеситель 6, куда производят впрыск модификатора поступающего по трубопроводу 7, далее по трубопроводу 8 газ поступае н тру оп ров ду дел н охл ж пре ст коля с

13 и 14 мер боп о диэт л прав я кото о ния, ь бопр в где р кото ы сорб и

4под е ванн ю рабо а в сеп р цию х трубо по тр б пров бент о

5, поэ ноиз е

Всвя и извод като ра моди и водам 1 ции о л собир е трубо р

ДЭГ, о, бопро цию.

Дл ределе (компо ной по тво ром

t (опыт

0 С, пл

В пл асти

$м2.П стинки тывали свойств

2. личество абсорбента, налипающе1 ривес пластинки; гдец-к гона 1

6— а станцию охлаждения 9, затем по $ обгцая и lolllлдь поверхности пласт и роводу 10 в сепаратор 11 и по трубоп- нох.

12 в магистральный газопровод. От- В качестве модиф модич икатора исследовали ный от газа в аппаратах стации К-метилпирролидон. трибутилфосфат, дения 9 и в сепараторе 11 конденсат. 5 бугиролактон и смесь N-метилпирролидона авляющий собой смесь диэтиленгли- с трибу1илфосфатом (1:1).

При использовании комбинированного поступает в приемник 15, откуда по модификатора (смесей из двух или более накапливания направляется по тру- компонентов) ве М ф 1 величина в рормуле опреводу16 на разделение. Отработанный 10 деляется как средняя молекулярная масса енгликоль по трубопроводу 17 на- по формуле ют на регенерацию. о второму способу (фиг.2), с помощью M =,> M õ, го достигается та же цель изобретеipoA газ на осушку поступает по тру- 15 где Mi — молекулярная масса i-го компоненоду 1 в абсорбционный аппарат 2, та смеси; оизводят осушку диэтиленгликолем, х — его мол а — го мольная доля, и по трубопроводу 3 поступает в аб- Сравнительные результаты по оп е еонный аппа ат 2 и рат 2, а по трубопроводу лению количества налипающего абсорбента тся модификатор на глухую изолиро- 20 на холодных поверхностях теплообменного тарелку 5 и далее осушенный и об- оборудования при использовании различнный модификатором газ поступает ных модификаторов в разных соотношениях ру опроводу в стан- приведены в таблице и описаны в примерах. лаждения газов 8, После этого газ по Пример 1. И и м е р . сследовали диэтиленглироводу 9 поступает в сепаратор 10 и 25 коль при температуре -7,7 С, Налипаие 776 опроводу 11 в магистральный газо- г/м ., Отбиваемый а сепараторе 6 абсор- Пример 2, Исследовали диэтиленглизвращается а изолированую тарелку коль при 0 С, Налипание 332 г/м2. ому состав модификатора постепен- Пример 3, Исследовали диэтиленглиняется и в нем накапливается ДЭГ. 30 коль при 10 С, Налипание 220 г!м . с этим по мере необходимости про- Пример 4, И р, сследовали смесь М-мется замена отработанного модифи- тилпирролидона (МП) с диэтиленгликолем свежим. Смесь ДЭГ с при -10 С. Состав смеси m/g = 0,79 г/г. катаром, поступившая по трубопро- Налипание 28 г/м .

2, 13 и 14 из глухой тарелки 5, стан- 35 Пример 5. Исследовали смесь МП с аждения газа 8 и сепаратора 10, ДЭГ при-10 С. Состав смеси m/g = 100 г!г. тся в сборной емкости 15 и далее по Налипание 11 г/м, оводу 16 подается на разделение, . Пример 6, Исследовали г е МП .м сь с д мыи для осушки газа, по тру- ДЭГ при 0 С, Состав смеси m/ä = 0,47:1 г!г, оду 17 направляется на регенера- 40 Налипание56г!м .

Пример 7, Исследовали смесь МП с экспериментальной проверки on- ДЭГ при 0 С. Состав смеси а/ц = 1,00:1 г!г. ия степени налипания абсорбентов Налипание 8 r/ì . иции ДЭГ+ модификатор) на холод- Пример 8. Исследовали смесь МП с ерхности стакан с исследуемым рас- 45 ДЭГ при+10 С. Состав смеси m/g = 0,25 г/г. термостатировали при температуре Налипание 26 г!м2, ! проводили при трех температурах: Пример 9. Исследовали смесь МП с 0 С и минус 10 С1. ДЭГ при+10 С."Состав смеси п /9 =0.50 гlг, ь с аствор погружали металлические Налипание 10 г/м2, ки с общей площадью поверхности 50 Пример 10, Исследовали смесь трисле установления равновесия пла- бутилфосфата (ТБФ) с ДЭГ при -10 С. Соынимали и по их привесу 6 рассчи- став смеси m/g = 2,12 г/г. Налипание 25 величину g, характеризующую г!м, Пример 11, Исследовали смесь ТБФ

55 с ДЭГ при 0 С. Состав смеси m/g = 1,25 гlг.

/$, Налипание 24,0 г/м .

Пример 12. Исследовали смесь ТБФ с ДЭ Г при 10 С, Состав смеси m/g - 0.66 г/г, Налипание 20 г/м2, 1793171

Количество налипающего абсорбента на холодных поверхностях при использовании различных модификаторов дизтиленгликоля

I1 р и м е р 13. Исследовали смесь у

-бутиролактона (БЛ) с ДЭ Г при -10" С. Состав смеси m/g = 0.69 r/r. Налипание 29 г/м, 2

Пример 14. Исследовали смесь БЛ и

ДЭГ при ООС., Состав смеси m/g = 0,40 гlг. 5

Налипанис 5? г/м .

Пример 15. Исследовали смесь БЛ с

ДЭГ при 10ОС, Состав смеси m/g = 0,21 г/г.

Налипание 23 г/м, Пример 16. Исследовали смесь МП и 10

ТБФ (1:1) с ДЭГ при -10 С. Состав смеси гл/g =- 1,46 г/r,. Налипание 25 г/м .

Формула изобретения

1. Способ подготовки природного газа к транспорту, включающий его абсорбционную осушку диэтиленгликолем, охлаждение и подачу в газопровод, отличающийся тем, что, с целью уменьшения налипания абсорбентв на стенки оборудования, в газовый поток после осушки вводят модифика, ор, выбранный из группы:

N- летилпирролидон, )> -бутиролактон, зфиры гликолей, трибутилфосфат, пропил =-нкарбонат, диметилформамид, 1,3-бутанд!!Ол или их смеси в количестве, удовлетворяющем условию

0,4 — 0,015 то

m «g М

85+1.6 t

Пример 17. Исследовали смесь МП и

ТБФ (1:1) с ДЭГ при 0 С, Состав смеси m/g

= 0.86 г/г, Налипание 54 г/м .

Из таблицы видно, что применение различных модификаторов позволяет избежать налипания абсорбента. так как образующийся на холодной поверхности теплообменного оборудования тонкий слой абсорбента. содержащего модификатор диэтиленгликоля, не обладает способностью к сцеплению и его толщина в отличие от немодифицированного ДЭГ не увеличивается со временем. где m — масса модификатора, г на 1000 нм з газа;

g — узнос диэтиленгликоля с газом, г на

1000 нм газа;

t — температура холодных поверхностей станции охлаждения газа, С;

М вЂ” молекулярная масса модификатора или средняя молекулярная масса его смеси.

2, Способ по п,1, отл ич а ю щи йся тем, что ввод модификатора осуществляют путем его впрыскивания в осушенный газ или путем промывки осушенного газа модификатором, аиг.г

Корректор З.Лончакова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 !! !

Реда тор

Составитель

Техред M,Mîðãåíòàë

Тираж Подписное ударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5