Способы осушки газа в процессе бурения

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Способы осушки газа в процессе бурения

Введение

осушка газ расчет

Осушка газа

Для осушки газа применяются гликоли, а для извлечения тяжелых УВ - углеводородные жидкости. При больших объемах транспортируемого газа его осушка является наиболее эффективным и экономичным способом предупреждения образования кристаллогидратов в магистральном газопроводе. Существующие способы осушки при промысловой подготовке газа к транспорту подразделяются на две основные группы: абсорбция и адсорбция и охлаждение газового потока.

В результате осушки газа точка росы паров воды должна быть снижена ниже минимальной температуры при транспортировании газа.

Абсорбционные способы осушки газа

Жидкие абсорбенты, применяемые для осушки природных и нефтяных газов, должны иметь высокую растворимость в воде, низкую стоимость, хорошую антикоррозионность, стабильность по отношению к газовым компонентам и при регенерации; простоту регенерации, малую вязкость и т.д.

Большинству этих требований наилучшим образом отвечают ДЭГ и ТЭГ и в меньшей степени ЭГ.

Этиленгликоль (СН2ОН--СН2ОН) -- простейший двухатомный спирт, используется в основном как ингибитор, не применяется для осушки

Диэтиленгликоль (СН2ОН-СН2-О-СН2-СН2ОН) в химически чистом виде - бесцветная жидкость. Как показали эксперименты в лабораторных и промышленных условиях, максимальное понижение точки росы газа при осушке ДЭГ обычно не превышает 30--35°С, что довольно часто оказывается недостаточным. В связи с разработкой более глубоких газовых месторождений, температура газа которых значительная и в летнее время почти не понижается в коммуникациях до газоосушительных установок, потребовался более сильный влагопоглотитель.

Триэтиленгликоль(СН2ОН-СН2-О-СН2-О-СН2-СН2ОН) получают соединением трех молекул ЭГ с образованием воды.

Гликоли хорошо озирают влагу из газов в большом интервале температур.

При сравнении ДЭГ и ТЭГ необходимо иметь в виду, что ДЭГ более дешевый. Однако при использовании ТЭГ можно получить большее снижение точки росы газа (на 45--50°). Потери ТЭГ при регенерации значительно меньше, чем потери ДЭГ вследствие более низкой упругости паров.

Экономичность работы абсорбционных установок в значительной степени зависит от потерь сорбента. Для их снижения в первую очередь необходимо строго поддерживать расчетный температурный режим десорбера, тщательно сепарировать газ и водяной пар и по возможности исключить пенообразование при контакте газа с абсорбентом за счет специальных добавок.

Осушка газа твердыми поглотителями

В качестве твердых поглотителей влаги в газовой промышленности широко применяются активированная окись алюминия и боксит, который на 50--60% состоит из Al2O3. Поглотительная способность боксита 4,0--6,5% от собственной массы.

Преимущества метода: низкая точка росы осушенного газа (до --65° С), простота регенерации поглотителя, компактность, несложность и низкая стоимость установки.

Осушка газа молекулярными ситами

Для глубокой осушки применяют молекулярные сита, так называемые цеолиты. Цеолиты состоят из кислорода, алюминия, кремния и щелочноземельных металлов и представляют собой сложные неорганические полимеры с кристаллической структурой. Форма кристалла цеолита -- куб, на каждой из шести сторон его имеются щели, через которые влага проникает во внутреннее пространство. Каждый цеолит имеет свой размер щелей, образованных атомами кислорода. Благодаря этому цеолиты способны резко избирательно абсорбировать в основном мелкие молекулы, т.е. при адсорбции происходит как бы отсеивание более мелких от более крупных молекул. Мелкие молекулы проникают во внутреннее пространство кристалла и застревают в нем, а крупные молекулы не проходят и, следовательно, не будут адсорбироваться.

Цеолиты, применяемые в виде порошка или гранул размером до 3 мм, обладают высокой пористостью (до 50%) и огромной поверхностью пор. Их активность достигает 14--16 г. на 100 г. цеолитов при парциальном давлении 0,4 мм рт.ст.

Для регенерации молекулярных сит используют сухой газ, нагретый до 200- 300°С,который пропускают через слой цеолита в направлении, обратном движению газа при осушке.

Цеолиты выдерживают до 5000 циклов, теряя при этом около 30% своей поглотительной способности.

Осушка газа охлаждением

Охлаждение широко применяется для осушки и выделения конденсата и газа газоконденсатных месторождений на установках низкотемпературной сепарации, а также при получении индивидуальных компонентов газа сжижении газов и т.д.

Газ можно охлаждать путем расширения, когда необходимо снижать его давление, а также пропуская через холодильные установки. В условиях Крайнего Севера для охлаждения газа можно использовать низкую температуру окружающего воздуха (в зимнее время).

Процесс расширения с целью понижения температуры осуществляется двумя способами -- дросселированием без совершения внешней работы (изоэнтальпийный процесс) или адиабатическим расширением с отдачей внешней работы (изоэнтропийный процесс).

В тех случаях, когда давления газа на входе в установки низкотемпературной сепарации недостаточно для его охлаждения расширением, устанавливают холодильные установки, заменяющие или дополняющие узел расширения. Необходимая температура сепарации может обеспечиваться за счет установки дополнительных теплообменников-рекуператоров и холодильников. Для предупреждения гидратообразования перед теплообменником в поток сырого газа впрыскивается гликоль. Предусмотрен также ввод ингибитора.

Рассматривая рациональную область применения указанных способов осушки и извлечения конденсата из природных и попутных газов, необходимо отметить ,что осушку весьма тощих газов (чисто газовых месторождений) целесообразно вести с применением диэтиленгликоля и триэтиленгликоля, активированного боксита и цеолитов. Применять другие методы нерентабельно. Если же требуется только частичное удаление влаги из газа (получение точек росы не ниже --10° С), лучше применять гликоли. Ддя более глубокой осушки, а также при необходимости получения отдельных фракций желательно осушку вести активированным бокситом или цеолитом. Осушку и извлечение конденсата из газа газоконденсатных месторождений, в газах которых находитсядостаточно много конденсата, как правило, наиболее выгодно производить на установках низкотемпературной сепарации. При этом эффективность использования низкотемпературной сепарации газа зависит от начального давления и темпов его падения.

Абсорбция

Абсорбцией называют процесс поглощения газа жидким поглотителем, в котором газ растворим в той или иной степени. Обратный процесс - выделение растворенного газа из раствора - носит название десорбции.

В абсорбционных процессах (абсорбция, десорбция) участвуют две фазы - жидкая и газовая и происходит переход вещества из газовой фазы в жидкую (при абсорбции) или, наоборот, из жидкой фазы в газовую (при десорбции). Таким образом, абсорбционные процессы являются одним из видов процессов массопередачи.

На практике абсорбции подвергают большей частью не отдельные газы, а газовые смеси, составные части которых (одна или несколько) могут поглощаться данным поглотителем в заметных количествах. Эти составные части называют абсорбируемыми компонентами или просто компонентами, а не поглощаемые составные части - инертным газом.

Жидкая фаза состоит из поглотителя и абсорбируемого компонента. Во многих случаях поглотитель представляет собой раствор активного компонента, вступающего в химическую реакцию с абсорбируемым компонентом; при этом вещество, в котором растворен активный компонент, будем называть растворителем.

Инертный газ и поглотитель являются носителями компонента соответственно в газовой и жидкой фазах. При физической абсорбции (см. ниже) инертный газ и поглотитель не расходуются и не участвуют в процессах перехода компонента из одной фазы в другую. При хемосорбции (см. ниже) поглотитель может химически взаимодействовать с компонентом.

Протекание абсорбционных процессов характеризуется их статикой и кинетикой.

Статика абсорбции, т. е. равновесие между жидкой и газовой фазами, определяет состояние, которое устанавливается при весьма продолжительном соприкосновении фаз. Равновесие между фазами определяется термодинамическими свойствами компонента и поглотителя и зависит от состава одной из фаз, температуры и давления.

Кинетика абсорбции, т. е. скорость процесса массообмена, определяется движущей силой процесса (т. е. степенью отклонения системы от равновесного состояния), свойствами поглотителя, компонента и инертного газа, а также способом соприкосновения фаз (устройством абсорбционного аппарата и гидродинамическим режимом его работы). В абсорбционных аппаратах движущая сила, как правило, изменяется по их длине и зависит от характера взаимного движения фаз (противоток, прямоток, перекрестный ток и т. д.). При этом возможно осуществление непрерывного или ступенчатого контакта. В абсорберах с непрерывным контактом характер движения фаз не меняется по длине аппарата и изменение движущей силы происходит непрерывно. Абсорберы со ступенчатым контактом состоят из нескольких ступеней, последовательно соединенных по газу и жидкости, причем при переходе из ступени в ступень происходит скачкообразное изменение движений силы.

Различают химическую абсорбцию и хемосорбцию. При физической абсорбции растворение газа не сопровождается химической реакцией (или, по крайней мере, эта реакция не оказывает заметного влияния на процесс). В данном случае над раствором существует более или менее значительное равновесное давление компонента, и поглощение последнего происходит лишь до тех пор, пока его парциальное давление в газовой фазе выше равновесного давления над раствором. Полное извлечение компонента из газа при этом возможно только при противотоке и подаче в абсорбер чистого поглотителя, не содержащего компонента.

При хемосорбции (абсорбция, сопровождаемая химической реакцией) абсорбируемый компонент связывается в жидкой фазе в виде химического соединения. При необратимой реакции равновесное давление компонента над раствором ничтожно мало и возможно полное его поглощение. При обратимой реакции над раствором существует заметное давление компонента, хотя и меньшее, чем при физической абсорбции.

Промышленное проведение абсорбции может сочетаться или не сочетаться с десорбцией. Если десорбцию не производят, поглотитель используется однократно. При этом в результате абсорбции получают готовый продукт, полупродукт или, если абсорбция проводиться с целью санитарной очистки газов, отбросный раствор, сливаемый (после обезвреживания) в канализацию.

Сочетание абсорбции с десорбцией позволяет многократно использовать поглотитель и выделять абсорбируемый компонент в чистом виде. Для этого раствор после абсорбера направляют на десорбцию, где происходит выделение компонента, а регенерированный (освобожденный от компонента) раствор вновь возвращают на абсорбцию. При такой схеме (круговой процесс) поглотитель не расходуется, если не считать некоторых его потерь, и все время циркулирует через систему абсорбер - десорбер - абсорбер.

В некоторых случаях (при наличии малоценного поглотителя) в процессе проведения десорбции отказываются от многократного применения поглотителя. При этом регенерированный в десорбере поглотитель сбрасывают в канализацию, а в абсорбер подают свежий поглотитель.

Условия, благоприятные для десорбции, противоположны условиям, способствующим абсорбции. Для осуществления десорбции над раствором должно быть заметное давление компонента, чтобы он мог выделяться в газовую фазу. Поглотители, абсорбция в которых сопровождается необратимой химической реакцией, не поддаются регенерации путем десорбции. Регенерацию таких поглотителей можно производить химическим методом.

Области применения абсорбционных процессов в химической и смежных отраслях промышленности весьма обширны. Некоторые из этих областей указаны ниже:

Получение готового продукта путем поглощения газа жидкостью. Примерами могут служить: абсорбция SO3 в производстве серной кислоты; абсорбция HCl с получением соляной кислоты; абсорбция окислов азота водой (производство азотной кислоты) или щелочными растворами (получение нитратов) и т.д. При этим абсорбция проводится без последующей десорбции.

Разделение газовых смесей для выделения одного или нескольких ценных компонентов смеси. В этом случае применяемый поглотитель должен обладать возможно большей поглотительной способностью по отношению к извлекаемому компоненту и возможно меньшей по отношению к другим составным частям газовой смеси (избирательная, или селективная, абсорбция). При этом абсорбцию обычно сочетают с десорбцией в круговом процессе. В качестве примеров можно привести абсорбцию бензола из коксового газа, абсорбцию ацетилена из газов крекинга или пиролиза природного газа, абсорбцию бутадиена из контактного газа после разложения этилового спирта и т.п.

Очистка газа от примесей вредных компонентов. Такая очистка осуществляется, прежде всего, с целью удаления примесей, не допустимых при дальнейшей переработке газов (например, очистка нефтяных и коксовых газов от H2S, азотно-водородной смеси для синтеза аммиака от CO2 и CO, осушка сернистого газа в производстве контактной серной кислоты и т.д.). Кроме того, производят санитарную очистку выпускаемых в атмосферу отходящих газов (например, очистка топочных газов от SO2; очистка от Cl2 абгаза после конденсации жидкого хлора; очистка от фтористых соединений газов, выделяющихся при производстве минеральных удобрений и т.п.).

В рассматриваемом случае извлекаемый компонент обычно используют, поэтому его выделяют путем десорбции или направляют раствор на соответствующую переработку. Иногда, если количество извлекаемого компонента очень мало и поглотитель не представляет ценности, раствор после абсорбции сбрасывают в канализацию.

Улавливание ценных компонентов из газовой смеси для предотвращения их потерь, а так же по санитарным соображениям, например рекуперация летучих растворителей (спирты, кетоны, эфиры и др.).

Следует отметить, что для разделения газовых смесей, очистки газов и улавливания ценных компонентов наряду с абсорбцией применяют и иные способы: адсорбцию, глубокое охлаждение и др. Выбор того или иного способа определяется технико-экономическими соображениями. Обычно абсорбция предпочтительнее в тех случаях, когда не требуется очень полного извлечения компонента.

При абсорбционных процессах массообмен происходит на поверхности соприкосновения фаз. Поэтому абсорбционные аппараты должны иметь развитую поверхность соприкосновения между газом и жидкостью. Исходя из способа создания этой поверхности абсорбционные аппараты можно подразделить на следующие группы:

а) Поверхностные абсорберы, в которых поверхностью контакта между фазами является зеркало жидкости (собственно поверхностные абсорберы) или поверхность текущей пленки жидкости (пленочные абсорберы). К этой же группе относятся насадочные абсорберы, в которых жидкость стекает по поверхности загруженной в абсорбер насадки из тел различной формы (кольца, кусковой материал и т. д.), и механические пленочные абсорберы. Для поверхностных абсорберов поверхность контакта в известной степени определяется геометрической поверхностью элементов абсорбера (например, насадки), хотя во многих случаях и не равна ей.

б) Барботажные абсорберы, в которых поверхность контакта развивается потоками газа, распределяющегося в жидкости в виде пузырьков и струек. Такое движение газа (барботаж) осуществляется путем пропускания его через заполненный жидкостью аппарат (сплошной барботаж) либо в аппаратах колонного типа с различного типа тарелками. Подобный характер взаимодействия газа и жидкости наблюдается также в насадочных абсорберах с затопленной насадкой.

В эту же группу входят барботажные абсорберы с перемешиванием жидкости механическими мешалками. В барботажных абсорберах поверхность контакта определяется гидродинамическим режимом (расходами газа и жидкости).

в) Распыливающие абсорберы, в которых поверхность контакта образуется путем распыления жидкости в массе газа на мелкие капли. Поверхность контакта определяется гидродинамическим режимом (расходом жидкости). К этой группе относятся абсорберы, в которых распыление жидкости производится форсунками (форсуночные, или полые, абсорберы), в токе движущегося с большой скоростью газа (скоростные прямоточные распыливающие абсорберы) или вращающимися механическими устройствами (механические распыливающие абсорберы).

Приведенная классификация абсорбционных аппаратов является условной, так как отражает не столько конструкцию аппарата, сколько характер поверхности контакта. Один и тот же тип аппарата в зависимости от условий работы может оказаться при этом в разных группах. Например, насадочные абсорберы могут работать как в пленочном, так и в барботажном режимах. В аппаратах с барботажными тарелками возможны режимы, когда происходит значительное распыление жидкости и поверхность контакта образуется в основном каплями.

Из различных типов аппаратов в настоящее время наиболее распространены насадочные и барботажные тарельчатые абсорберы. При выборе типа абсорбера нужно в каждом конкретном случае исходить из физико-химических условий проведения процесса с учетом технико-экономических факторов.

Основные размеры абсорбера (например, диаметр и высота) определяют путем расчета, исходя из заданных условий работы (производительность, требуемая степень извлечения компонента и т.д.). Для расчета необходимы сведения по статике и кинетике процесса. Данные по статике находят из справочных таблиц, рассчитывают при помощи термодинамических параметров или определяют опытным путем. Данные по кинетике в значительной степени зависят от типа аппарата и режима его работы. Наиболее надежны результаты экспериментов, проведенных при тех же условиях. В ряде случаев подобные данные отсутствуют и приходится прибегать к расчету или опытам.

В настоящее время еще нет вполне надежного метода, позволяющего определять коэффициент массопередачи путем расчета либо на основе лабораторных или модельных опытов. Однако для некоторых типов аппаратов можно найти коэффициенты массопередачи с достаточно большой точностью при помощи расчета или сравнительно простых опытов.

Абсомрбция, как правило, означает поглощение газов в объёме жидкости или реже твёрдого тела. Поглощение твёрдым абсорбентом, например, водорода палладием, называют окклюзией. Для процесса поглощения молекул газа или жидкости поверхностью твёрдого тела в русском языке используется термин адсорбция.

На практике абсорбции подвергают не отдельные газы, а газовые смеси, составные части которых поглощаются жидкостью. Эти составные части смеси называют абсорбируемыми компонентами (абсорбат), а непоглощаемые части -- инертным газом

Виды абсорбции

Различают физическую абсорбцию и хемосорбцию.

При физической абсорбции процесс поглощения не сопровождается химической реакцией.

При хемосорбции абсорбируемый компонент вступает в химическую реакцию с веществом абсорбента

Абсорбция газов

Всякое плотное тело сгущает довольно значительно прилегающие непосредственно к его поверхности частицы окружающего его газообразного вещества. Если такое тело пористо, как например древесный уголь или губчатая платина, то это уплотнение газов имеет место и по всей внутренней поверхности его пор, а тем самым, следовательно, и в гораздо более высокой степени. Вот наглядный пример этого: если взять кусок свежепрокалённого древесного угля, бросить его в бутылку, содержащую углекислый или другой газ, и закрыв её сейчас же пальцем опустить отверстием вниз в ртутную ванну, то мы вскоре увидим, что ртуть поднимается и входит в бутылку; это прямо доказывает, что уголь поглотил углекислоту или иначе наступило уплотнение, абсорбция газа. При всяком уплотнении выделяется тепло; поэтому, если уголь растереть в порошок, что, например, практикуется при фабрикации пороха, и оставить лежать в куче, то от происходящего здесь поглощения воздуха масса так нагревается, что может произойти самовоспламенение. На этом именно согревании, зависящем от абсорбции, основано устройство платиновой горелки Дёберейнера. Находящийся там кусок губчатой платины уплотняет так сильно кислород воздуха и направленную на него струю водорода, что сам постепенно начинает накаливаться и, наконец, воспламеняет водород. Вещества, которые абсорбируют -- поглощают из воздуха водяной пар, сгущают его тоже в себе, образуя воду, и от этого становятся влажными, как, например, нечистая поваренная соль, поташ, хлористый кальций и т. п. Такие тела зовутся гигроскопическими. Абсорбция газов пористыми телами была впервые замечена и изучена почти одновременно Фонтаном и Шееле в 1777 г., а затем подвергалось исследованию многими физиками, а особенно Соссюра в 1813 г. Последний, как на самых жадных поглотителей, указывает на буковый уголь и пемзу (морская пенка). Один объём такого угля при атмосферном давлении в 724 мил. поглотил 90 объёмов аммиака, 85 -- хлористого водорода, 25 -- углекислоты, 9,42 -- кислорода; пемза при таком же сравнении оказала немного менее поглотительной способности, но во всяком случае это тоже один из лучших абсорбентов. Чем легче газ сгущается в жидкость, тем сильнее он поглощается. При малом наружном давлении и при нагревании -- уменьшается количество поглощаемого газа. Чем мельче поры поглотителя, т. е. чем он плотнее, тем большею, в общем, он обладает поглотительной способностью; слишком однако же мелкие поры, как напр. графита, не благоприятствуют абсорбции. Органически уголь поглощает не только газы, но и мелкие твёрдые и жидкие тела, а потому и употребляется для обесцвечивания сахара, очистки алкоголя и т. д. Вследствие абсорбции всякое плотное тело окружено слоем уплотнённых паров и газов. Эта причина, по Вайделю, может служить для объяснения открытого Мозером в 1842 г. любопытного явления так называемых потовых картин, то есть получаемых при дыхании на стекло. А именно, если приложить клише или какой-нибудь рельефный рисунок к полированной стеклянной плоскости, затем, отняв её, подышать на это место, то на стекле получается довольно точный снимок рисунка. Это происходит от того, что при лежании на стекле клише газы близ поверхности стекла распределились неравномерно, в зависимости от нанесённого на клише рельефного рисунка, а потому и водяные пары, при дыхании на это место, распределяются тоже в таком порядке, а охладившись и осев, и воспроизводят данный рисунок. Но если нагреть предварительно стекло или клише, и рассеять таким образом уплотнённый близ них слой газов, то уже таких потовых рисунков получить нельзя. Кроме твёрдых тел поглощать могут и жидкости, особенно если их смешать вместе в каком-нибудь сосуде. 1 объём воды может при 15° С и 744 мил. давления растворить в себе, абсорбировать 1/50 объёма атмосферного воздуха, 1 объём углекислоты, 43 объёма сернистого газа и 727 объёмов аммиака. Объём газа, который про 0° С и 760 мил. барометрического давления поглощается единицею объёма жидкости, называется коэффициентом поглощения газа для этой жидкости. Коэффициент этот для различных газов и различных жидкостей -- различен. Чем выше наружное давление и ниже температура, тем больше растворяется в жидкости газа, тем больше коэффициент поглощения. Твёрдые и жидкие тела абсорбируют в данное время различные количества газов, а потому и можно вычислить количества поглощаемого газа для каждой отдельной жидкости.

Технологический расчет противоточного абсорбционного процесса осушки газа

Включает в себя составление мат-го баланса абсорбера определение числа его теоретических ступеней выбора осушителя и точки росы товарного газа и т.д. Для расчета установок осушки определяют способ регенерации насыщенного абсорбента и выбирают параметры блока регенерации при восстановлении мат-го баланса абсорбера рассчитывают точку росы осушенного газа, а также количество и состав регенерированного и насыщенного раствора абсорбента применяются для извлечения из газа влаги. Точку росы газа устанавливают исходя из требований отраслевого стандарта или условий работы установок низкотемпературной переработки газа.

Поскольку масса осушаемого превышает в 10 раз массу контактируемого с ним абсорбента среднюю температуру процесса как правило принимают равным температуре газа.

Материальный баланс абсорбера по влаге описывается уравнением:

W=b-b (1)

где bи b - влагосодержание исходного и осушенного газов соответственно

W-количество извлеченной из газа воды, кг/1000м

Количество регенерируемого раствора необходимое для осушки газа до требуемой точки росы определяют по уравнению:

G= (2)

где x, х- массовые доли осушителя в исходном и насыщенном растворах соответственно

W-расход регенерируемого абсорбента кг/1000м

При расчетах можно также принимать удельный расход абсорбента ,затем определить массовую долю осушителя в насыщенном р- ре по ур ю:

x= (3)

Общий расход регенерируемого раствора определяют по формуле:

G=G*Q (4)

где Q-расход газа 1000м/час

G - расход абсорбента.

Количество насыщенного раствора на выходе из абсорбера рассчитывают по формуле:

G=G+W +gG (5)

где g-количество поглощенных компонентов газа (без влаги) кг(кг осушителя)

G-количество насыщенного абсорбента кг/1000м

При определении молярного содержания воды в насыщенном р-ре осушителя значением g как правило пренебрегают массу влаги и осушителя в исходном растворе обозначим gи g соответственно, тогда получим

g=G (1-x) (6)

g=Gx (7)

отсюда число молей воды в исходном растворе

n= (8)

n= (9)

18-молярная масса воды

М- молярная масса осушителя ,следовательно количество исходного раствора осушителя может определяться как сумма n+nполучилось уравнение:

L= (10)

L-количество исходного раствора осушителя кмоль/1000м

С помощью уравнений (8) и (10) можно определить молярные содержания х(воды) и осушителя х в исходном растворе подаваемом в абсорбер

х== (11)

x= (12)

Определим число молей, молярное содержание воды и осушителя в насыщенном растворе.

Число молей поглощенный из газа воды будет равно

n= (13)

Следовательно, число молей в насыщенном растворе может определяться как сумма n+

n= (14)

Число молей насыщенного раствора Lсоставит

L=L+(15)

Зная число молей осушителя в насыщенном растворе можно определить их молярную концентрацию на выходе абсорбента из абсорбера.

х= (16)

х= (17)

Число молей в газе на входе в абсорбер уи на выходе из него у рассчитывают по уравнению:

у= (18)

у= (19)

П= (20)

Определение числа теоретических ступеней контакта в абсорбере для достижения равновесия между газом и абсорбентом необх. соотв. контакт между ними. Этот контакт осуществляется с использованием как тарелок, так и насадок, число ступеней контакта может определяться графическим методом Мак - Кеба и методом Кремсера.

Исходные данные

На осушку подают газ при давлении 8 МПа и температура 26 С.Для извлечения влаги в качестве абсорбента используют раствор, содержащий 98% ДЭГа. Точка росы осушенного газа равна-10С.Требуется определить число теоретических ступеней в абсорбере.

Решение: Содержание ДЭГа в насыщенном растворе принимается 95,2%.По уравнениям (1) и (2) определяют количество извлеченной влаги и удельный расход ДЭГа.

b=0.465 кг/1000м; b=0.050 кг/1000м

W=0.465-0.050=0.415 кг/1000м

G=

Уточняют содержание ДЭГа в насыщенном растворе по уравнению(3):

X=

2.Строят рабочую линию А В следующим образом:

а) определяют молярное содержание воды на входе газа в абсорбер по уравнению (18):

Y=

б)определяют молярное содержание воды в насыщенном растворе ДЭГа на выходе абсорбера:

X=

в) по уравнению (11)определяют молярное содержание воды на выходе газа из абсорбера:

X=

г) по уравнению (19) определяют молярное содержание воды в газе на выходе из абсорбера:

Y=

После определения координат двух точек А и В в системе координат Y-X проводят оперативную линию(рис.1)

3.Строят кривую равновесия. Расчет ведут в последовательности ,описанной выше. Результаты расчетов сведены в таблице 1.

4.Определяют число теоретических ступеней контакта. Из точки А проводят линию, параллельную оси Y. Пересечение этой линии с кривой равновесия (точка 1) отвечает составу сырьевого газа и насыщенного раствора ДЭГа. Из точки 1 проводят линию, параллельную оси Х. Пересечение этой линии с рабочей обозначим 2. Точка 2 характеризует молярное содержание воды в газе после его прохождения одной теоретической ступени контакта. Продолжая построение ступенчатой линии, доходят до точки Б, т.е. до требуемого содержания влаги в осушенном газе. Число точек кривой равновесия соответствует числу теоретических тарелок, обеспечивающих осушку газа до требуемой точки росы.

В данном решении число теоретических ступеней в абсорбере равно 1,1. Затем, приняв определенный к.п.д. тарелок, находят их фактическое число.

Таблица 1.

Содержание воды в растворе ДЭГа, моль/моль	Давление водяных паров над раствором ДЭГа, Па	Равновесное содержание водяных паров в газе, моль/моль
0,0562	160	0,000020
0,1074	293	0,000037
0,1542	400	0,000051
0,1972	560	0,000071
0,2368	666	0,000085

Техника безопасности.

Наиболее сложные аварии в бурении: прихват инструмента; обрыв или слом инструмента;

- заклинивание инструмента в суженной части ствола;

- падение инструмента.

Проверить исправность вышки, талевой системы контроль измерительных приборов;

Уберите с мостков и рабочей площадки ненужный инструмент и освободите проходы;

Проверьте наличие и исправность противопожарного инвентаря перед работами;

Проверьте перед сборкой ловильного инструмента его состояние и запишите основные размеры;

Использовать только тот ловильный инструмент, который соответствует по своим техническим характеристикам виду аварии и геологическим условиям в скважине.

Основные требования и мероприятия по технике безопасности и противопожарной технике.

Производство работ по строительству скважин ведется в строгом соответствии с «Правилами безопасности в нефтяной и газовой промышленности Республики Казахстан» и с «Правилами пожарной безопасности в нефтяной промышленности.

Перечень мероприятий по безопасности работ, с учетом климатических. Сезонных и территориальных особенностей данного района:

а) методические указания по проведению обучения рабочих бригад по предупреждению возникновения и ликвидации открытых фонтанов (по сигналу "Выброс");

б) план по безопасному ведению буровых работ;

в) борьба с загрязнением окружающей среды;

г) механическое обучение и тренировка специальным приемам по безопасности работы до начала и во время буровых работ, включая первую медицинскую помощь, тушение пожаров, спасение человеческой жизни;

д) первая медицинская помощь, транспорт и медицинское обслуживание;

е)хранение легковоспламеняемых и взрывоопасных веществ и т.д.

Буровая установка и вахтовый поселок должен быть обеспечен противопожарным инвентарем и первичными средствами пожаротушения и размещаться таким образом, чтобы обеспечивался свободный доступ к ним в любое время. Все работники и руководители должны уметь пользоваться средствами пожаротушения. В каждой смене должен быть ответственный за противопожарную безопасность. Для создания безопасных условий труда при строительстве скважины необходимо оснастить буровую установку техническими средствами (устройствами и приспособлениями), позволяющими устранять опасные и трудоемкие производственные факторы, а также обеспечить рабочих и инженерно-технический персонал необходимой документацией по безопасности труда, для обеспечения безопасности работающих на случай пожара при строительстве скважины. Строящаяся буровая должна быть обеспечена первичными средствами пожаротушения и нормативно-технической документацией по пожарной безопасности:

- приспособлениями и устройствами согласно "Нормативов"

- правила безопасности в нефтяной и газовой промышленности РК

- единые технические правила ведения работ при строительстве скважин на нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождений Республики Казахстан

- отраслевая инструкция по безопасности труда при бурении с использованием газообразных агентов РД-08-47-94

- отраслевая инструкция по безопасности труда при проводке скважин роторным и турбинным способом РД-08-44-94

- отраслевая, инструкция по безопасности труда при приготовлении бурового раствора РД-08-43-94

- отраслевая инструкция по безопасности труда при спуске в скважину колонны о( обсадных труб РД-08-46-94

- отраслевая инструкция по технике безопасности труда при эксплуатации буровых насосов и их обвязок РД-08-01-94

- сборка типовых инструкций по безопасному ведению -работ для рабочих буровых бригад РД-08-22-94

- сборник типовых инструкций по технике безопасности при обслуживании и ремонте бурового оборудования

- отраслевая инструкция по технике безопасности при исследованиях

скважин и пластов РД-08-41-94

- сборник типовых инструкций по технике безопасности по видам работ при глубоком бурении и креплении скважин

- сборник отраслевых инструкций по безопасности труда при строительно-монтажных работах в бурении

- инструкция по предупреждению открытых фонтанов

- план ликвидации возможных аварий при ГНВП

- практические действия членов буровой вахты .при ГНВП и выбросах

- обязанности должностных лиц предприятий по обеспечению безопасных и

здоровых условий труда (ЕСУОТ1 в нефтяной промышленности

-правила пожарной безопасности в нефтяной промышленности

Список использованной литературы

1. Середа Н. Рамм В.М., Абсорбция газов, 2 изд., М., 1976;

2. Очистка технологических газов, под ред. Т.А. Семеновой, И. Л. Лайтеса, 2 изд., М., 1977;

3. Кафаров В.В., Основы массопередачи, 3 изд., М., 1979;

4. Шервуд Т., Пигфорд Р., Уилки Ч., Массопередача, пер. с англ., М., 1981

5. Соловьев Е.М. Бурение нефтяных и газовых скважин. М.: Недра, 1988.

6. Калинин А.Г., Левицкий А.З., Никитин Б.А. Технология бурения разведочных скважин на нефть и газ. М.: Недра, 1998.

7. Леонов Е.Г. Совершенствование технологии бурения. (Метод. указания по курсовому проектированию). М.: ГАНГ им. И.М. Губкина, 1993.

8. Булатов А.И., Аветисов А.Г. Справочник инженера по бурению. Т. 1-4. М.: Недра, 1993-1995.

9. Ангелопуло O.K., Подгорнов В.М., Аваков В.Э. Буровые растворы для сложных условий. М.: Недра, 1988. - 135 с.

10. Борисенко Л.В. Выбор промывочной жидкости для бурения скважин. М.: МИНГ им. И.М.Губкина, 1991.

11. Борисенко Л.В. Регулирование содержания и состава твердой фазы в буровых растворах. М.: ГАНГ им. И.М.Губкина, 1994.

12. Соловьев Е.М. Закачивание скважин. М.: Недра, 1979.

Дополнительная литература

13. Ганджумян Р.А. калинин Л.Г., Никитин Б.А. Инженерные расчеты при бурении глубоких скважин. М.: Недра, 2000.

14. Балденко Д.Ф., Балденко Ф.Д., Гноевых А.Н. Винтовые забойные двигатели. М.: Недра, 1999.

15. Григулецкий В.Г., Лукьянов В.Т. Проектирование компоновок нижней части бурильной колонны. М.: Недра, 1990.

16. Будников В.Ф., Булатов А.И., Макаренко П.П. Проблемы механики бурения и заканчивания скважин. М.: Недра, 1996.

17. Иогонесян К.В. Спутник буровика (Справочник, 3-е изд.). М.: Недра. 1990.

18. Кулиев К.Н. Гель-технология рабочих жидкостей, применяемых в глубоком и сверхглубоком бурении. Ашгабат, 1993.

19. Михайлов Н.Н. Информационно-технологическая геодинамика около-скважинных зон. М.: Недра, 1996.

20. Добрынин В.М., Кузнецов С.Л. Термоупругие процессы в породах осадочных бассейнов. М.: ВНКИгеосистем, 1993.

21.Нефтяная промышленность. Приоритеты научно-технического развития. М., 1996.

Размещено на Allbest.ru