ДонНТУ> Портал магистров ДонНТУ> Реферат | Биография | Ссылки |
Отчет о поиске | Индивидуальное задание


Мишина Наталья Александровна

Тема магистерской работы:

Разработка способа рекуперации поглотителя влаги из природного газа - триэтиленгликоля

Научный руководитель: Матвиенко Виктор Григорьевич


ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

РАЗРАБОТКА СПОСОБА РЕКУПЕРАЦИИ ПОГЛОТИТЕЛЯ ВЛАГИ ИЗ ПРИРОДНОГО ГАЗА - ТРИЭТИЛЕНГЛИКОЛЯ

Технология добычи природного газа предусматривает его осушку перед подачей в магистральные трубопроводы. Вызвано это тем, что при высоких давлениях компоненты влажного газа образуют снегообразные массы – газовые гидраты, которые, перекрывая сечение трубопроводов, закупоривают его. Это нарушает технологический режим и может привести к аварии. В качестве поглотителей влаги из природного газа широкое распространение получили гликоли – этиленгликоль (ЭГ), диэтиленгликоль (ДЭГ) и триэтиленгликоль (ТЭГ). Все гликоли обладают примерно одинаковой осушающей способностью и выбор осушителя определяется набором его остальных технологических свойств. Одним из таких важных свойств является давление насыщенного пара абсорбента, поскольку оно определяет его потери в виде пара с осушенным газом. В настоящее время для осушки газа чаще используют диэтиленгликоль, который является гораздо менее летучим веществом, чем этиленгликоль. Триэтиленгликоль имеет еще более низкое давление насыщенного пара при температурах осушки газа и имеет хорошие перспективы в технологии осушки.

В процессе осушки газа в абсорбент попадают капли рассола, уносимые газом из скважины. Соли, содержащиеся в рассоле, (большей частью хлорид натрия – около 90 % от общей массы солей), в процессе регенерации гликолей от влаги остаются в них и постепенно накапливаются. Когда раствор солей становится насыщенным, то наблюдается выпадение кристаллов в виде плотного осадка на теплопередающих поверхностях установок регенерации осушителя от влаги, что нарушает их технологический режим и даже приводит к выводу этих установок из строя из-за прогорания теплопередающих поверхностей. Насыщенный солями гликоль непригоден для использования в технологическом процессе осушки газа и его необходимо регенерировать, очищая от растворенных солей.

Удаление солей из диэтиленгликоля, как было установлено ранее, может быть эффективно осуществлено с помощью метода обратного высаливания с помощью некоторых веществ (бензола, ацетона, диоксана и т.д.), которые хорошо растворяются в диэтиленгликоле, но не растворяют хлорид натрия. Нами была поставлена задача разработки аналогичного метода очистки триэтиленгликоля с использованием ацетона. Для решения этой задачи необходима информация о растворимости хлорида натрия (основного компонента солевой смеси) в двухкомпонентных растворителях триэтиленгликоль - ацетон, триэтиленгликоль – вода, ацетон - вода и трехкомпо-нентном растворителе триэтиленгликоль – ацетон – вода. Необходимость включения воды в состав растворителей продиктована тем, что в процессе осушки природного газа вода вместе с солью находится в жидкой фазе. Растворимость хлорида натрия в смесях ацетона и воды при температуре 25 0С нами была ранее изучена. В этой системе в присутствии избытка хлорида натрия наблюдается расслоение в жидкой фазе. Поэтому, очевидно, и в системе хлорид натрия – триэтиленгликоль – вода – ацетон в области составов растворителя с малым содержанием триэтиленгликоля будет существовать область гетерогенности с двумя жидкими фазами. Для разработки способа очистки триэтиленгликоля от соли с помощью ацетона определяющими являются данные о растворимости хлорида натрия в смесях триэтиленгликоль – ацетон. Поэтому вначале мы провели изучение растворимости в системе хлорид натрия - ТЭГ – ацетон при температуре 25 0С.

Характер растворимости хлорида натрия в смесях ТЭГ – ацетон при температуре 25 0С показан на рисунке1.

GR1

Рисунок 1 – Растворимость NaCl в двухкомпонентном растворителе ТЭГ – ацетон при 250С

Как следует из приводимых экспериментальных данных, добавление ацетона к растворам хлорида натрия в триэтиленгликоле приводит к резкому уменьшению растворимости соли и переходу ее в твердую фазу, что свидетельствует о высокой высаливающей способности ацетона.

Кроме того, была исследована растворимость хлорида натрия в смесях триэтиленгликоль – вода при температурах 25 и 40 0С.

Растворимость хлорида натрия в смесях триэтиленгликоль – вода различного состава при температурах 25 и 40 0С показана на рисунке 2.

GR2

Рисунок 2 – Растворимость NaCl в двухкомпонентном растворителе ТЭГ – вода при 25 0С и 40 0С

Характер растворимости хлорида натрия в смесях ТЭГ – вода аналогичен характеру растворимости этой соли в смесях ДЭГ – вода. С ростом температуры концентрация хлорида натрия в водногликолевом растворе с высоким содержанием воды увеличивается, а с высоким содержанием гликоля – падает, так же, как и в чистом гликоле. При этом, как было установлено нами, существует двухкомпонентный растворитель, содержащий около 80 % триэтиленгликоля, растворимость хлорида натрия в котором не зависит от температуры. В этом растворителе теплота растворения хлорида натрия равна нулю. Такой характер растворимости соли в двухкомпонентном растворителе ТЭГ - вода может быть связан с образованием ионных пар, доля которых растет при увеличении содержания ТЭГ в растворителе.

На основании полученных данных разработана схема очистки засолоненного ТЭГ от солей с помощью ацетона с возвращением в цикл последнего и определены основные технологические параметры ее работы. Холодный засолоненный ТЭГ проходит теплообменник 14, где нагревается горячим регенерированным ТЭГ до температуры 313К и подается насосом 13 в реактор 1. После загрузки ТЭГ в реактор из сборника 8 подается жидкий ацетон до нужного соотношения. При интенсивном перемешивании и нагреве до температуры 363 К и давлении Па в системе происходит выделение кристаллов соли. Полученная суспензия поступает в фильтр 3 для отделения кристаллов NaCl от жидкой фазы. В фильтре при падении давления происходит частичное испарение ацетона из раствора. Пары его попадают в конденсатор 7, где охлаждаются и конденсируются с помощью холодной воды. Жидкий ацетон попадает в сборник 8. Из этого сборника ацетон может вновь подаваться в реактор 1 для удаления соли из ТЭГ. Жидкий обессоленный ТЭГ поступает в куб 9, где нагревается глухим паром до температуры 403 К для отгонки остающегося ацетона, пары которого превращаются в жидкость в конденсаторе 7. Горячий обессоленный ТЭГ подается в теплообменник 15, где охлаждается за счет передачи тепла холодному засолоненному ТЭГ, и подается затем на осушку природного газа. Для возмещения потерь ацетона в виде пара и с уходящим регенерированным ТЭГ предусмотрена подача свежего ацетона в сборник 8.

SXEMA

Рисунок 3 – Технологическая схема переработки засолоненного поглотителя влаги из природного газа

Электронная библиотека



ДонНТУ> Портал магистров ДонНТУ> Реферат | Биография | Ссылки |
Отчет о поиске | Индивидуальное задание