Применение СА в промышленности (Раздаточные материалы), страница 2

Газойль в зкспериментальный лсГСА подавался насосом пр мо из сепаратора ВГЦ-агрегата, работаюьнего на вакуумную к ;юнну. В качестве газа в зКГСА через мерную диафрагму потлуп азсп. Сплоглными линиями на рис. 7.7 и 7.8 нанесены результа расчета 7КГСА по методике, приведенной в гл. 3, Некоторое ра соз ласованнс между результатами расчета и зкспернмснтоьь ос беппо при Р„, < 5 кПа, обьясияется тем, что в расчете не учитыва. выделение рас воренного г за нз рабочей жндкости прн ее течен в СА. , 4 дввхфазиые с3А как огиачивакилие устройства высотиык стеклов 14 40 ~ 70~ с 20 40 60 Р;,, кПа рис.

7,7. Расиетиые Глггиии3 и зксиеримеитальиьге 4тоики3 Лроссекьные харак7герис паки ЖГЛА Пиилкость — вакуумный газойлги газ — азот, а =- 35,3„Г1 — П .'„. = 723;г~и,=К3мм„Р'.,=.20МПа;Т„,, 348К;Т'з=290К;Ьт, =09:В.=06) О 20 40 60 60 Р;, кПа ргге 7.6. Расчетиые глиии1гг и зксиаримеитавьиые 4тоики3 лроссельиые карак7еристики 7КГВЛ риилкосгь — вакуумный газойль„гат — азот; и = 57.8; 0 = П . '60; В с = й 5 мм; Р,и = 4,0 54Па; Т„:,и=- 340 К; Т;; — 300 К; ргк.=: 0,9; Ви = 0 63 зч»! Гневе т.

Прнн»ененне ввухфмныв Г к н прннышвеннееен Па критическом режиме раооты )КГСА откачиваемый газ смешивается и КС (см. рис. 3.23) с выделяемыми из рабочей жидкости газами разложения. Вместе с ними пз рабочей жидкости выделяются пары легких углеводородных фракций и волы, содержагцейся в виде примеси, Образук»шгаяся парогазовая смесь поступает в спу|- ный пото~ откачиваечого (пассивного) газа, что увеличивает е1 о расход к выходному сечению КС на критическом режиме работы )КГСА.

Очевидно, что данный п)зоцссс отсутствует, если рабе чая жидкость находится в равновесии с паро1 азовым потоком. Это происходит тогда, когла летучесть каждого компонента в яцшкой фазе становится равной его летучести в газовой фазе. Выделение газа из жидкости при расчете двухфазного СА учитывается в уравнениях зжекции (2.30) — (2.32) с помощью параметра С (сч. (2.27)), который лля рассматриваемого случая будет ченьц!е нуля. Для расчета этого параметра надо знать кинетику процесса газовыделения.

так ьак жидкость в силу малого времени пребывания в согше и КС находится в метастабильном состоянии. Степень метастабильности жидкости зависит не только о г времени пребывания, но и от других факторов, например предыстории жидкостного потока, условий истечения жидкости из сопла и лр, Согласно (!79, 239, 290), на степень метастабильности жидкости влияют: профиль сопла и его линейные размеры; материал, из которого изгоговлено соила; шероховатость стенки сопла„геометрические характеристики подводящих каналов, определяющие профиль скорости и начальную турбулентность потока.

Скорость истечения в ВГЦ-агрегатах рабочей жидкости в КС струйного аширата чожет достигать 70 ... ! ! 0 м(с, а время нахождения в ней жидкости на критическом режиме работы (см. рис. 3.23) составлять сотые и тысячные доли секунды. По данным работы (7), процесс лвивкения двухфазной нефтегазовой смеси можно счи~а~ь равновесным прн ее скорости движения менее 2... 3 ы!с. Такая скорость движения лвухфазного потока в проточной части СА может реализоваться в КС только за скачком давления или в лиффузоре, Это подтверждают экспериментальные зависимости, представленные на рнс. 7.7, 7.в для К =О, когда перекрыто поступление азота в СА.

При истечении рабочей жидкости через сопла в КС аппарата резко падает ее давление. 3а время лвнжения единицы объема жидкости в КС (см. рис. 3.25 участок ! — 2) происходит выделение нз этого объема части растворенного газа. Выделившаяся парогазовая смесь увлекается струей рабочей жидкости, сжимается и растворяется обратно в той же жидкости в скачке давления и на лежащем за нпч участке, включаюшем диффузор.

В результате Ь двухфазные СА в нефтегазовой в нефтекз~ыннесввй нрвзвывзвеннветн 351 разгазирования жидкости и унося ею выделившейся парогазовой ;меси устанавливается стабильное давление газа на входе в СА и КС. Это давление на основании экспериментальных данных может быть в десятки и даже соппо раз меньше давления насыщения рабочей жидкости. Так, в проведенном эксперименте ~свь рис. 7.7, ,.8) давление газа на входе СА при К =О находилось в пределах Ба ...

2,4 кПа. при давлении насыщения рабочей жидкости - 1ОО кПа. Несколько иной результат получается в случае применения в М СА так называемой «чнсюй» рабочей жидкости, содержащей мыое количество растворенных в ней газов н примесей с лавлением насыщенных паров выше давления насыщенного пара этой жидкости. Пусть рабочей жидкостью является вода, а откачиваемым вазове — сухой воздух. Растворение воздуха в воде мало„поэтому можно считать давление насьшгения рабочей жидкости равным давтению насыщения паров воды при температуре рабочей жидкости.

При откачиванин сухого воздуха вследствие превышения давления насыщенных паров воды над парциальным давлением водяных паров в воздухе в КС аппарата часть рабочей воды испаряется н переходит в виде водяных паров в спутный поток газа. Процесс прекращается, если парциальное давление водяных паров в спутном потоке газа и давление насыщенных паров воды становятся одинаковыми.

Как показали эксперименты (см. 3.13), при прекращении подачи воздуха в СА на критическом режиме его работы давление в КС н входном гйэовом тракте приолиэительно рййно дйвлению нйсыщенных паров воды при се температуре на входе в СА.

Аналогичный результат был получен и при использовании в качестве раоочей жидкости других зчистых» жидкостей, например кремний- органической жидкости. В случае применения «чистых» рабочих жидкостей с низким давлением насыщенных паров было достигнуто давление газа на входе в СА менее 133 Пй при 7з' = О, 7П,2. Струйиьщ компрессоры В местйх добычи и перерйботки газй, газового конденсата и нефти осуществляются технологические процессы, приводящие к образованию низконазторного углеводородсодержащего газа, значительная часть которого сжигается в факелах, загрязняя окружающую среду.

Большие выбросы в атмосферу углеводородов происходят и при хранении нефти и иефтепродузгтов в резервуарных парках промыслов, нефтеперекачивающнх станций, нефтебаз и нефтеперерабатывающих заводов. Ежегодно по различным оценкам 352 Глава 7. Прннененне двухфазных С".А в нронышленноетн ~292~ в атмосферу планеты выбрасывается 50...90 млн тонн углеводородов. Значительная часть этих выбросов приходи~ел на предприятия нефтегазодобывающей и нефтеперерабатывающей отраслей промышленности. Сокращение потерь углеводородов н улучп~ение экологической обстановки в настоящее время являются актуальными задачами. Используемые для сбора и возвращения углеводородных газов в технологические процессы винтовые компрессоры обладают рядом недостатков, которые ограничивают область их применения. Так„надежность винтовых компрессоров резко снижается в случае выпадения при компремировании конленсата углеводородного газа и его растворения в смазочном масле.

Это ухудшает качество масла и ускоряет выход компрессора из строя. Постоянная регенерация масла требует дополнительных капитальных и эксплутацнонных затрат. Номеню1атура существующих винтовых компрессоров как по подаче, так и по давлениям нагнетания, не всегда удовлетворяет требованиям сбора н транспортировки углеводородного газа, особенно если в ием по объему содержится более 2 е4 корозионноактнвных комп~н~н~~в. Технико-зкономические показатели вин~оных компрессоров резко снижаются при их неполной загрузке по объемному расходу н давлению Г7).

Поршневые компрессоры не получили широкого распространения на промыслах пз-за значительных капитальных и эксплуатационных затрат, длительных сроков окупаемости. Кроме того, эксплуатация этих компрессоров существенно осложняется при наличии капельной взвеси в газе или выпадении газового конденсата прн компремированин. В неф~е~азо~ой промышленности наряду с компрессорными установками находят применение двухфазные СА в качестве жидкоструйных компрессоров для сжатия и возвращения газов в технологические процессы ~б, 7, 10, 12, 42, 43„293, 294~.

Струйный компрессор прост по конструкции, надежен в работе, ие требует высококвалифицированного обслуживавшего персонала, имеет малый срок окупаемости, монтируется на открытой площадке, работает в широком диапазоне изменения параметров газа, легко переходит с одного режима работы на друго1ь Кроме того, струйный компрессор может сжимать газообразные среди любой температуры и состава, в том числе взрывоопасные, сероводородсодержащие.

с твердыми н жидкими частицами, с конденсирующимися в процессе сжатия парами. Его применение по сравнению с другими компрессорами особенно экономически вьшодно прн сжатип конденсирующихся в двухфазном СА парогазовых сме- т!. двухфазные СА в нефтегазовой н нефтехнмннесноя оромышвенносзн З5З -ей. Струйный компрессор позволяет прн соответствук»щем выборе 1»аоочей жйдкостй одйовремеййо со сжатйем Очйщать газы От кис«ых компонентов нли осуществлять их носушкун, В настоящее время струйные компрессоры применяют для сжатия факельных ! азов нефтеперерабатывающих заводов до давления в топливном коллекторе !294); компремирования нефтяных газов в системах сбора и гншготовки нефти и газа !6, 7); компремирования до давления в ма! Нстральном Газопроводе Газов стаоилизации конденсата; утили«ацни паров углеводородов, выделяющихся при заполнении резервуаров; циркуляции защитного таза в герметизнрованной системе хранения истщряюшихся нефтепродуктов «4! — 43, 293).

С помощью струйных компрессоров можно осущеш влять одю трубный транспорт продукции отдельных месторождений на цен«ральный пункт подготовки, совместную перекачку по одному труОопроводу смоей газа й )'г:юводородйой жйдкостй„ зксплуатацйк» «азоконденсатных месторождений прн низком пластовом давлении ' например, на стадии падающей добычи), снижение буферного давления с целью увеличения дебита, Рассмотрим основные принципиальные схемы применения двухфазных СА для компремирования газов в нефтегазодобыче и нефтепереработке. Все схемы можно условно разбить на две осНОВНЫС Группы.