Конструктивная часть. 
Физические основы технологии добычи нефти

Очистка газов от газового конденсата

В создавшихся условиях развития рыночных отношений наблюдается тенденция к применению малогабаритных автоматизированных установок в блочно-агрегатном исполнении, что диктуется экономией энергетического потенциала. Использование вихревого эффекта при совершенствовании существующих систем нефтесбора и промысловой подготовки нефтяного газа, разработке новых, энергосберегающих технологий становится все более актуальной проблемой. Как и во всех других отраслях промышленности, интенсификация нефтехимических производств характеризуется увеличением выпуска конечного продукта. Интенсификация производства достигается как за счет роста скоростей химических реакций, температур, нагрузок, давления (параметров технологического процесса), так и за счет применения принципиально новых технологий и воздействий на ход технологических процессов .

Современные прогрессивные технологические процессы должны быть непрерывными и протекать с большими скоростями при условии эффективности и комплексного использования сырья и энергии. С исключением возможности загрязнения окружающей среды. Необходимо, чтобы повышение эффективности процессов проходило за счет уменьшения затрат рабочего времени на получение единицы продукции и сопровождалось снижением материальных и энергетических затрат при одновременном улучшении качества. Широкие возможности для интенсификации ряда существующих процессов создает применение вихревых аппаратов.

Расширение области применения и повышения эффективности вихревых устройств одна из проблем энергои ресурсосберегающих технологий и зашиты окружающей среды от вредных промышленных газовых выбросов.

Как и в других отраслях промышленности, интенсификация производств нефтегазовой отрасли характеризуется увеличением выпуска конечного продукта, которая достигается как за счет роста скоростей химических реакций, температуры и давления (параметров технологического процесса), так и за счет разработки и применения принципиально новых аппаратов, технологий и воздействий на ход технологических процессов. Поэтому современные технологические процессы должны быть непрерывными и протекать с большими скоростями при условии обеспечения эффективности и комплексного использования сырья и энергии. Актуальным с точки зрения исключения возможности загрязнения окружающей среды является необходимость повышения эффективности процессов за счет уменьшения рабочего времени на получение единицы продукции и снижения материальных и энергетических затрат при улучшении качества продукции.

Широкие возможности для интенсификации ряда существующих процессов создает применение аппаратов, работающих на принципах кавитационно-вихревых эффектов.

Поэтому расширение области применения и повышения эффективности вихревых устройств является одним из острых проблем внедрения энергои ресурсосберегающих технологий и защиты окружающей среды от вредных промышленных газовых выбросов.

Целью работы является разработка новых аппаратов, работающих на принципах кавитационно-вихревых эффектов, позволяющих осуществить осушку и очистку газов от сероводорода.

Предложен метод расчета селективного выделения газа из жидкой фазы, а также жидкой фазы из газа в закрученном потоке вихревых устройств. Сконструировано вихревое устройство, которое внедрено на установке очистки газов от сероводорода ОАО «Татнефтегаз» для регенерации отработанного моноэтаноламина.

Вихревые аппараты позволяют проводить технологические процессы с высокой эффективностью при незначительных затратах энергии. При вихревом течении возникают кавитации, генерируемые вихревыми колебаниями (пульсациями) потока, что способствует развитию поверхности контакта фаз. Однако до последнего времени эти аппараты не находили широкого применения для разделения газожидкостных сред. Автором проведен анализ существующих теоретических объяснений эффектов, при которых вихревые аппараты дают возможность проводить разделение систем: газ-жидкость, жидкость-жидкость.

Анализ литературного материала показал целесообразность проведения настоящей работы на основе комплексных исследований, направленных на разработку новых аппаратов с использованием кавитационно-вихревых эффектов. конденсат газ сепаратор вихревой Для выяснения особенностей течения потоков в вихревом аппарате были проведены эксперименты, позволяющие изучить параметры течения и определить зависимость течения потока от формы камеры. С целью выяснения факторов, влияющих на форму каверны, было произведено измерение давления на оси вихревой камеры в каверне и за ней в жидкости. В большинстве опытов было обнаружено избыточное давление, которое практически не зависит от точки измерения внутри каверны и за ней. Давление определялось дифференциальным манометром по отношению к давлению на выходе из вихревого аппарата. Избыточное давление составляло несколько сантиметров водяного столба и медленно увеличивалось с ростом давления на выходе. Давление на выходе изменялось от 1,0 до 4,5 атм. В некоторых случаях наблюдалось возникновение отрицательных давлений внутри каверны, в случае схлопывания каверны. Влияние геометрии камеры на устойчивость каверны было изучено в сравнении работы двух подобных по размерам вихревых аппаратов, отличающихся соотношением входного диаметра и длины камеры. Для сравнения были выбраны две камеры с соотношением диаметров к длине 15×80 мм. (рис. 1,а) и 15×60 мм (рис. 3.1,в). В первом случае интенсивное вихреобразование приводило к хаотическому движению каверны и даже в некоторых случаях к ее срыву. Во втором случае наблюдалась высокая устойчивость каверны, приобретшей форму цилиндрического столба. Движение каверны в первом случае удавалось подавить введением через выходное отверстие камеры твердого цилиндра на глубину 25 — 30 мм (рис. 3.1,б), где диаметр цилиндра был на 30% меньше выходного отверстия.

Полученные эмпирические зависимости степени дегазации позволяют рассчитывать и оптимизировать конструктивные параметры вихревых закручивающих устройств (ВЗУ) для заданной производительности, оценивать степень выделения примесей малорастворимых газов из абсорбента и определять требуемые температуры.

Полученные экспериментальные зависимости создают основу расчета ВЗУ заданной производительности для дегазации газонасыщенных растворов в различных процессах абсорбции с последующей регенерацией абсорбента: ректификации, экстракции, деаэрации и др.

Рис. 3.1 Схема течения жидкости в вихревом аппарате