Али Али Абдульхабир. Повышение эффективности процесса абсорбционной осушки природного газа гликолями

brief description

Али Али Абдульхабир. Повышение эффективности процесса абсорбционной осушки природного газа гликолями: диссертация ... кандидата Технических наук: 05.17.07 / Али Али Абдульхабир;[Место защиты: Российский государственный университет нефти и газа имени И.М. Губкина].- Москва, 2016.- 137 с.

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЕГАЗОВЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ»
На правах рукописи
АЛИ АБДУЛЬХАБИР АЛИ
ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЦЕССА АБСОРБЦИОННОЙ
ОСУШКИ ПРИРОДНОГО ГАЗА ГЛИКОЛЯМИ
05.17.07 - Химическая технология топлива и высокоэнергетических веществ
Диссертация
на соискание ученой степени кандидата технических наук
Научный руководитель: доктор технических наук, профессор, Заслуженный деятель науки РФ Р.З. Магарил
Тюмень - 2015 г.
СОДЕРЖАНИЕ
СОДЕРЖАНИЕ 2
ВВЕДЕНИЕ 5
Раздел 1. Описание и анализ современного состояния технологии подготовки природного газа к магистральному транспорту 11
1.1. Общие сведения о процессе абсорбционной осушки природного газа
гликолями 11
1.2. Характеристика показателей добываемого природного газа влияющих на технологические параметры эксплуатации установок абсорбционной осушки
гликолями 14
1.3. Характеристика гликолей применяемых в качестве абсорбента и их влияние
на степень осушки природного газа 17
1.4. Анализ влияния на качество абсорбционной осушки природного газа
изменения технологических параметров эксплуатации абсорбера 21
1.4.1. Анализ влияния на эффективность осушки природного газа гликолями
изменения давления в абсорбере 21
1.4.2. Анализ влияния на эффективность осушки природного газа гликолями
изменения температуры контакта газ-гликоль в абсорбере 26
1.4.3. Анализ влияния на эффективность осушки природного газа гликолями изменения концентрации гликоля в регенерированном абсорбенте,
поступающем в абсорбер 31
1.4.4. Анализ влияния на эффективность осушки природного газа гликолями изменения кратности циркуляции абсорбента в системе абсорбционной осушки 34
1.5. Анализ предлагаемого способа оценки эффективности работы абсорбера 36
1.6. Анализ влияния на процесс абсорбционной осушки природного газа
гликолями применяемых схем регенерации насыщенного водой гликоля 40
Выводы раздела 1 47
Раздел 2. Анализ возможности повышения эффективности процесса абсорбционной осушки природного газа гликолями 49
2.1. Общий анализ эффективности процесса абсорбционной осушки природного
газа гликолями по применяемой в настоящее время технологии и выбор путей совершенствования данного процесса 49
2.2. Описание зависимости массопередачи паров воды из природного газа в фазу
гликоля на тарелках абсорбера от термобарических параметров процесса 53
2.3. Описание оценки к.п.д. тарелки абсорбера в зависимости от
термобарических условий ее работы 60
2.4. Описание влияния поверхностных явлений на процесс абсорбционной
осушки природного газа гликолями 63
2.5. Описание влияния поверхностных явлений на процесс регенерации
насыщенного водой гликоля 66
2.6. Выбор поверхностно-активного вещества для использования при интенсифицировании процесса абсорбционной осушки природного газа
гликолями 70
Выводы раздела 2 71
Задачи экспериментальных исследований 72
Раздел З.Методика проведения экспериментальных исследований 73
3.1. Методика проведения исследований по изучению влияния изменения
технологических параметров эксплуатации абсорбера на качество осушки природного газа гликолями 73
3.2. Методика проведения исследований по изучению влияния поверхностно-активных веществ на скорость выкипания воды из раствора гликоля 75
3.3. Методика проведения исследований по рассмотрению влияния присутствия в абсорбенте никелевой соли синтетических жирных кислот на его
эксплуатационные свойства 83
3.3.1.Оценка влияния присутствия в абсорбенте никелевой соли синтетических
жирных кислот на его гигроскопичные свойства 84
3.3.2 Оценка влияния присутствия в абсорбенте никелевой соли синтетических жирных кислот на его склонность к вспениванию 86
3.3.3. Оценка влияния присутствия в абсорбенте никелевой соли
синтетических жирных кислот на его склонность к испарению 88
3.3.4. Оценка влияния присутствия в абсорбенте никелевой соли
синтетических жирных кислот на его склонность к окислению 89
3.3.5. Оценка влияния присутствия в абсорбенте никелевой соли
синтетических жирных кислот на его коррозионную активность 90
3.4. Методика проведения опытно-промышленной апробации влияния присутствия в абсорбенте поверхностно-активного вещества на процесс
абсорбционной осушки природного газа 91
Раздел 4.Результаты проведенных экспериментальных исследований и их обсуждение 93
4.1. Рассмотрение влияния на качество осушки природного газа гликолями
основных технологических параметров эксплуатации абсорбера 93
4.2. Изучение влияния поверхностно-активных веществ на скорость выкипания
воды из раствора гликоля 98
4.3. Рассмотрение влияния присутствия в абсорбенте никелевой соли
синтетических жирных кислот на его эксплуатационные свойства 107
4.4. Результаты опытно-промышленной апробации влияния поверхностно¬активного вещества на процесс абсорбционной осушки природного газа
гликолями 113
Выводы раздела 4 114
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ 128
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 130

bibliography

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ
1. Показано, что эффективность извлечения молекул воды из добывае¬мого природного газа в абсорбере зависит от рабочего давления в аппарате и по¬верхности контакта газ-гликоль на его тарелках.
2. Выведено математическое выражение описывающее зависимость массопередачи молекул воды из добываемого природного газа в фазу гликоля на тарелках абсорбера от термобарических параметров его эксплуатации.
3. Предложено математическое выражение для оценки к.п.д тарелок аб-сорбера в зависимости от термобарических параметров его эксплуатации.
4. Обосновано, что при снижении рабочего давления в абсорбере эффек-тивность извлечения воды из добываемого природного газа может быть улучшена увеличением поверхности раздела между фазами газ-гликоль на тарелках аппарата.
5. Показано, что ввод поверхностно-активного вещества в циркули¬рующий в системе абсорбент приводит к увеличению поверхности раздела между фазами газ-гликоль на тарелках абсорбера. Присутствие никелевой соли синтети¬ческих жирных кислот Ni(RCOO)2 ( где R = С9 - С15)в циркулирующем в системе абсорбенте при концентрации 25 ppm обеспечивает снижение точки росы осу¬шенного газа в среднем на 10 ОС при неизменном режиме работы установки.
6. Обосновано, что скорость выкипания воды из насыщенного объема гликоля в блоке регенерации зависит от значения поверхностного натяжения на границе раздела фаз газ-гликоль. Присутствие никелевой соли синтетических жирных кислот Ni(RCOO)2 (где R = C9 - C15) в циркулирующем в системе абсор¬бенте при концентрации 25 ppm обеспечивает повышение скорости выкипания воды из насыщенного гликоля в 2 раза. При этом в блоке регенерации может быть получен абсорбент с остаточным содержанием воды на уровне 0.5 % при температуре низа десорбционной колонны 145 ОС.
7. Показано, что присутствие никелевой соли синтетических жирных кислот Ni(RCOO)2 ( где R = C9 - C15) в циркулирующем в системе абсорбенте при концентрации 25 ppm обеспечивает улучшение его эксплуатационных
свойств. Полностью подавляется склонность абсорбента к вспениванию. Ско¬рость коррозии оборудования сокращается в 8 - 10 раз. Склонность абсорбента к окислению снижается на 15 %. Склонность к испарению сокращается в 2 - 3 раза.