Установка осушки газа

 

Использование: в нефтяной и газовой промышленности. Сущность изобретения: установка осушки газа включает аппарат подготовки газа, насос перекачки абсорбента, соединенный с емкостью регенерированного абсорбера, выветриватель, соединенный с колонной регенерации абсорбента. Насос снабжен двумя плунжерными камерами, подключенными к гидроцилиндру с противоположных сторон, нагнетательная линия плунжеров соединена с верхней контактной тарелкой аппарата, их всасывающая линия - с емкостью регенерированного абсорбента, линия входа насыщенного абсорбента в гидроцилиндр насоса соединена с линией сброса насыщенного абсорбента из аппарата подготовки газа, а линия выхода насыщенного абсорбента гидроцилиндра - с выветривателем. Внедрение изобретения позволит отказаться от сложной автоматики и исключить затраты электроэнергии 5,5 кВт на 1 м₃ перекачиваемого абсорбента. 1 ил.

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано для осушки газа на газовых скважинах и на установках газофракционирования нефтехимических комплексов.

Известны установки гликолевой осушки, включающие аппараты подготовки газа, насосы подачи абсорбента с электроприводом, установки регенерации абсорбента, выветриватель насыщенного абсорбента (1).

Недостатком известных установок является применение насосов подачи абсорбента в аппараты подготовки газа с мощным электроприводом и невозможностью регулировки соотношения гликоль-газ.

Известна установка гликолевой осушки газа с применением емкостей орошения для подачи абсорбента, где насосы подачи абсорбента высокого давления с мощным электроприводом заменены на центробежные насосы низкого давления с газовым приводом (2).

Недостатком данной установки является большой расход осушенного газа, сбрасываемого из емкостей при заполнении их регенерированным раствором абсорбента.

На установках подготовки газа к дальнему транспорту стоит задача - регулирование оптимального соотношения гликоль-газ и снижение затрат на перекачку абсорбента путем устранения насосов, требующих больших затрат электроэнергии или осушенного газа.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в известной установке осушке газа, включающей аппарат подготовки, содержащий секции сепарации, осушки и фильтрации газа (или отдельные сепаратоpы и абсорберы), плунжерный насос подачи абсорбента, выветриватель, емкость регенерированного абсорбента, колонну регенерации с испарителем, отличается тем, что она снабжена двухкамерным плунжерным насосом с гидроприводом, где в качестве рабочего агента используется насыщенный водой абсорбент, сбрасываемый из аппарата подготовки газа в выветриватель, для чего гидроцилиндр привода соединен с линией сбрасывания насыщенного абсорбента, всасывающая линия плунжеров соединена с емкостью регенерированного абсорбента, нагнетательная линия плунжеров соединена с верхней контактной тарелкой аппарата подготовки газа, линия сброса рабочего агента гидропривода соединена с выветривателем.

Технический результат, на который направлено изобретение, заключается в использовании энергии насыщенного гликоля высокого давления для перекачивания регенерированного гликоля в зависимости от количества осушаемого газа.

Такой технический результат достигается тем, что при увеличении количества осушаемого газа увеличивается объем насыщенного гликоля, который приводит в движение гидроцилиндр, поршень которого соединен с плунжером, количество перемещений поршня в единицу времени возрастает или уменьшается, увеличивая или уменьшая количество перекачиваемого регенерированного гликоля.

Таким образом, сочетание объема насыщенного гликоля и осушаемого газа позволило обеспечить саморегулирование объема перекачиваемого регенерированного гликоля в зависимости от количества осушаемого газа. Использование насыщенного гликоля в качестве рабочего агента позволило отказаться от плунжерных насосов с мощным электроприводом.

Установка осушки газа представлена на чертеже.

Установка включает аппарат осушки газа 1, содержащий секции очистки, осушки и фильтрации газа, насос подачи регенерированного гликоля 2 с гидроприводом, выветриватель 3, емкость регенерированного гликоля 4, колону регенерации с испарителем 5.

Работу установки осушки газа рассмотрим на примере конкретного выполнения. Сырой газ потоком I подается в сепарационную секцию аппарата подготовки газа 1, поднимается вверх, по пути движения контактируя с концентрированным гликолем, осушается до влажности 0,03 г/м³ и потоком II подается потребителю. Регенерированный гликоль высокой концентрации потоком III подается в аппарат подготовки газа на верхнюю контактную тарелку с помощью двухплунжерного насоса 2, в котором в качестве рабочего агента используется насыщенный гликоль, подаваемый потоком IV в гидроцилиндр, отработавшая жидкость из гидроцилиндра потоком V сбрасывается в выветриватель 3 с давлением 2,5-3,0 кг/см². Регенерированный гликоль из емкости 4 потоком VI подается на вход насоса. Из выветривателя 3 насыщенный гликоль потоком VII выходит из выветривателя, разделяется на два потока, поток VIII нагревается в змеевике (или в теплообменнике в случае крупной установки осушки газа) и подается в среднюю часть колонны регенерации, поток IX с температурой выветривателя подается на орошение верха колонны регенерации. В качестве источника тепла используется газ выветривания, который подается на горелку потоком Х, пары воды из колонны регенерации сбрасываются в атмосферу потоком XI, отделяемая в сепарационной секции жидкость сбрасывается в поглощающую скважину потоком.

Плунжерные камеры насоса снабжены нагнетательными и всасывающими клапанами, а гидроцилиндр снабжен золотниковым переключающим устройством для переключения направления хода поршня.

Плунжеры насоса должны развивать давление выше, чем давление в аппарате осушки газа, на величину гидравлических потерь на преодоление сил трения и высоты столба жидкости. Рабочее движение насыщенного гликоля определится разницей давления в аппарате осушки газа и выветривателя. При давлении в аппарате 100 кг/см² и в выветривателе 3 кг/см² давление рабочего агента будет 97 кг/см², насос же должен развивать давление 100,04 кг/см², поэтому диаметр гидроцилиндра должен быть больше плунжера в 1,0313, так при расчетном диаметре плунжера 75 мм диаметр поршня будет 77,4 мм, при этом и объем насыщенного гликоля должен быть в 1,0313 раз больше объема регенерированного гликоля. В данном случае величина объема насыщенного гликоля у нас предусмотрена процентом насыщения гликоля в аппарате осушки. Помимо этого объем увеличится за счет растворения газа в гликоле.

Увеличение расхода газа через аппарат вызовет увеличения процента отработки гликоля, объем рабочего агента увеличится, что автоматически вызовет подачу большего количества регенерированного гликоля и наоборот снижение расхода газа снизит процент отработки гликоля, уменьшится количество насыщенного раствора и уменьшится подача регенерированного раствора.

Внедрения данного технического решения позволит отказаться от сложной автоматики, поддерживающей соотношение гликоля и газа по аппаратам подготовки газа на больших установках, и исключить затраты электроэнергии 5,5 кВт на 1 м³ перекачиваемого гликоля.

Формула изобретения

Установка осушки газа, включающая аппарат подготовки газа, насос перекачки абсорбента, соединенный с емкостью регенерированного абсорбента, и выветриватель, соединенный с колонной регенерации абсорбента, отличающаяся тем, что насос снабжен двумя плунжерными камерами, подключенными к гидроцилиндру с противоположных сторон, нагнетательная линия плунжеров соединена с верхней контактной тарелкой аппарата, их всасывающая линия с емкостью регенерированного абсорбента, линия входа насыщенного абсорбента в гидроцилиндр насоса соединена с линией сброса насыщенного абсорбента из аппарата подготовки газа, а линия выхода насыщенного абсорбента гидроцилиндра с выветривателем.

РИСУНКИ

Рисунок 1