УСТРОЙСТВО КОМБИНИРОВАННОЙ ОЧИСТКИ ГАЗА

Полезная модель относится к области энергетики, конкретнее к газовой и нефтяной промышленности, в частности к устройствам комбинированной очистки газа.
Полезная модель направлена на повышение пользовательских и транспортных свойств газов, как природных на газовых месторождениях, так и попутных при добыче нефти, перед сбросом в газотранспортные системы для поставки потребителям.
Известны установки абсорбционной очистки газа от тяжелых углеводородов, получившие наиболее широкое распространение. На этих установках в качестве абсорбентов используют гликоли, например, диэтиленгликоль или триэтиленгликоль, обладающие высокой гигроскопичностью, стойкостью к нагреву и химическому разложению со сравнительно невысокой стоимостью.
Упомянутые устройства очистки природного газа комбинируют с дополнительным блоком глубокой очистки в устройстве [1] принятом нами в качестве прототипа. Устройство включает блок изложенной выше предварительной очистки газов от кислых компонентов абсорбцией гликолями и на выходе установки - блок глубокой очистки и осушки газов адсорбцией в винтовом компрессоре.
Недостатком вышеизложенного прототипа является большая сложность устройства очистки на адсорбционной части устройства из-за блоков сжатия газа, подачи в винтовой компрессор специальных сорбентов, обрабатываемых в электрическом поле ионной индукцией 0,15-0,25 Тл, применения вакуумного насоса с большим расходом энергии и расходуемых материалов при ограниченной производительности.
Задачей заявляемого патента на полезную модель устройства комбинированной очистки газа является повышение качества очистки природных газов с упрощением устройства комбинированной очистки газов при снижении удельных расходов энергии и расходуемых материалов на адсорбцию.
Поставленная цель достигается в устройстве комбинированной очистки газа, который содержит абсорбционный блок гликолевого типа, подключенный через блок дозированной подачи газа на очистку к газохранилищу и конвейерно-мембранный блок глубокой очисти, включающий целлюлозноацетатные, полисульфонные, полиаримидные или керамические углеродоволокнистые, а также смешанные матричные гибриды из неорганики с полимерами, соединенный на выходе с трубопроводом потребителя очищенного газа.
При этом, устройство снабжено блоком измерения пропускной способности, который подключен выходом через блок сравнения с заданной нормированной пропускной способности и механизм конвейерного перемещения мембран к регенерационному блоку восстановления, выход которого соединен через бункер накопления регенерированных мембран, второй вход которого запитан от склада новых мембран, с блоком глубокой мембранной очистки, причем регенерационный блок вторым своим входом соединен с блоком выработки агента термо-, вибро-, гидро-, или газо-динамической регенерации мембран, а второй выход блока глубокой мембранной очистки газа соединен с трубопроводом потребителя очищенного газа.
Осуществление полезной модели.
На фиг. приведена блок-схема заявляемого патента на полезную модель устройства комбинированной очистки газа. Здесь к газохранилищу 1 природного или попутного при добыче нефти газа через блок 2 дозирования очищаемого газа и блок 3 абсорбционной очитстки гликолями подсоединен блок 4 глубокой мембранной очистки газа. Ко второму выходу блока 2 дозирования подключен блок 5 измерения пропускной способности, который через блок 6 сравнения и механизм 7 конвейерного перемещения соединен с блоком 4 глубокой мембранной очистки газа. Первый выход блока 4 глубокой мембранной очистки через регенерационный блок 8, запитанный от блока 11 выработки агента термо-, вибро-, гидро-, или газо-динамической регенерации мембран, подключен к бункеру 9 регенерированных мембран, соединенному вторым входом со складом 10 новых мембран, а второй выход блока 4 глубокой мембранной очистки газа подключен к трубопроводу 12 потребителя очищенного газа.
изм
изм
o
ср
o
ср
o
изм
2
2
3
Работа полезной модели устройства комбинированной очистки газа осуществляется следующим образом. Природный или попутный при нефтедобыче газ из газохранилища 1 через блок 2 дозирования очищаемого газа подают на блок 3 предварительной абсорбционной очистки гликолями, а потом комбинируют с глубокой конвейерно-мембранной очисткой в блоке 4. Производительность устройства комбинированной очистки газа гликолями и мембранами контролируют, измеряя в блоке 5 пропускную способность Q, например, по формуле Q=kpπdT3600/4Тρ, где k=0,818, р - избыточное давление в абсорбере, кгс/см, d - диаметр абсорбера, м, Т - 273°К, Т=Т+t (t - температура контакта), °К; ρ - плотность газа в рабочих условиях, кГ/м, устанавливая в функции снижения Q из-за «засаливания» работающих мембран, критическую степень повышения гидродинамического сопротивления всего тракта очистки.
изм
изм
зaд
изм
зад
изм
3
3
3
Сравнивают в блоке 6 сравнения измеренную в блоке 5 производительность Q, например, Q=122 тыс м/ч с заданной, например, Q=125 тыс м/ч и продолжают работать в штатном комбинированном режиме очистки газа, так как производительность является допустимой. Если же снижение Q падает на 20% по сравнению с заданным: Q-Q=125×20%=25 тыс м/ч, то включают механизм 7 конвейерного перемещения мембран блока 4.
Конвейерный механизм 7 перемещения мембран блока 4 глубокой мембранной очистки газа подает отработавшие свой цикл мембраны в регенерационный блок 8, заменяя одновременно из бункера 9 на новые со склада 10 или(и) регенерированные мембраны.
После процедуры регенерации в блоке 8 с помощью агентов термо-, гидро-, вибро- или газодинамической очистки, поставляемых от блока 11 выработки этих агентов, регенерированные мембраны из блока 8 регенерации поступают в бункер 9 для повторной эксплуатации. Вторым своим входом бункер 9 запитан также от склада 10 новых мембран.
зад
зад
Прошедший комбинированную очистку газ после блока 4 глубокой мембранной очистки со второго его выхода направляют в трубопровод 12 потребителю. Регенерационный параметр по пропускной способности выбран 20%, исходя из следующих соображений: ниже 20% Q конвейерно передвигать мембраны на регенерацию нецелесообразно, так как у них есть еще ресурс работы по «засаливаемости», а больше 20% Q влечет резкое снижение эффективности очистки газа.
Реализуемость патентуемой полезной модели устройства комбинированной очистки газа не вызывает сомнений, так как все блоки: дозированной подачи газа от газохранилища на предварительную гликолевую абсорбционную и глубокую адсорбционную мембранную очистку для поставки в трубопровод потребителя, блоки конвейерного перемещения мембран, выработки агентов термо-, вибро-. гидро- или газодинамической продувки регенерируемых мембран, бункер накопления и подачи мембран на рабочую позицию, склад новых мембран, блок измерения производительности и блок сравнения с заданной уставкой технически вполне осуществимы.
Применение патентуемой полезной модели устройства комбинированной очистки газа повышает качество очистки в 1,2 раза, при снижении удельных затрат энергии в 1,3 раза и расширении диапазона пользовательских свойств у потребителя комбинированно очищенного газа в 1,8 раза.
Список литературы
1. Патент RU 02270233 С1 20060220, Кл. С10L 3/10 (2006.01), В01D 53/52 (2006.01). Способ комбинированной очистки природного газа и устройство для его осуществления. Скородумов Б.А., Герасимов В.Е., Передельский В.А., Дарбинян Р.В.