Диссертация (1091805), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Наличие методов, позволяющихсвоевременно оценивать осушающую способность рабочих растворов абсорбента,позволит вовремя предупреждать возникновение нештатных ситуаций, связанныхс недостаточной степенью осушки газа, что, безусловно повысит эффективностьфункционирования УКПГ.201.1.5. Общие проблемы технологии гликолевой осушки природного газаАнализ обширного опыта эксплуатации установок гликолевой осушки газакрупных газоперерабатывающих компаний, проведённый сотрудниками ведущегоНаучно-Исследовательского Института газовой промышленности «ГазпромВНИИГАЗ», позволил выявить основные недостатки в работе функционирующихосушающих установок и определить возможные пути совершенствования даннойтехнологии [26, 34, 35, 48, 52, 53].
К числу выявленных проблем процессагликолевой осушки относятся следующие: ухудшение качества растворовабсорбента в течение эксплуатации установок и отсутствие методов экспресснойоценки качества рабочих растворов; термическая деструкция гликолей в процессерегенерации рабочих растворов осушителя; недостаточная надёжность методик исредств измерений, используемых при работе установок; несовершенство системуправления процессом осушки; высокая скорость коррозионно – эрозионногоизноса материалов установок и т.д.Решение указанных проблем предлагается осуществлять посредствомразличных совершенствований технологии: разработкой современных методикоценки качества осушающих растворов абсорбента; введения в рабочие растворыабсорбентов ингибиторов коррозии материалов установок и деструкции гликолей;совершенствование отдельныхдеталейиблоковустановок;внедрениемавтоматизированных систем контроля технологических процессов и т.д.
[21, 26,34, 35, 48, 52, 53].Поскольку, современный уровень развития моделирования позволяетописывать довольно широкий спектр физико-химических процессов и ихвзаимосвязь в промысловых системах, то наиболее перспективным вариантомсовершенствованиягазоперерабатывающейпромышленностиявляетсяпроведение полной автоматизации управления технологического процессаосушки газа посредством его интеллектуализации [21]. Однако, качествофункционирования имеющихся отдельных систем управления, реализованных набольшинстве ГПЗ не удовлетворяет современным требованиям к системам такого21рода.
Сложившееся несоответствие объясняется комплексом причин, изложенныхв работах [21, 32].Основновная проблема, которая возникает при разработке АСУ ТПзаключается в том, что жёсткие, детерминированные физико-химические моделианалитического типа, в том числе и статистические, не всегда в состоянииадекватно отражать весь «сложный мир» реального технологического процесса всилу того, что в них изначально не предусмотрена возможность формализациицелого ряда факторов, существенно влияющих на тот или иной показательэффективности функционирования целевого процесса. Наличие значительногочисла трудно прогнозируемых возмущений системы серьёзно осложняетавтоматизацию процессов управления и требуют более тонкого подхода к ним.Для создания современного, эффективного управления ГПЗ необходиморазрабатывать комплексные системы АСУ ТП, которые позволят учитывать, какможно больше влияющих на их работу факторов.
Это требует детальногорассмотрениякаждойстадиитехнологическогопроцесса,выявлениядействительно значимых для процесса переменных и их правильное встраиваниев АСУ ТП. Только такой подход позволит создать систему, способнуюоперативно получать адекватную информацию о её функционировании.Оперативно получая, обрабатывая и внося своевременные корректировки врабочие параметры установки осушки природного газа, можно добитьсясущественного повышения эффективности функционирования всего комплексапереработки сырья.1.1.6.
Проблема автоматизации процесса осушки газового сырья.На сегодняшний день немало работ посвящено автоматизации процессаабсорбционной осушки газового сырья [1, 21, 30, 32, 38]. Основная концепция, накоторой основан принцип математической модели (ММ) данного процесса,заключается в том, что абсорбционная осушка носит квазиустановившийсяхарактер. В качестве влияющих на ТТР осушенного сырья выступают такиепараметры как влагосодержание добываемого газа, давление, температура,22скорость входящего и выходящего сырья, немаловажным факторм также являетсякачество абсорбента.
Недостаточный учёт данных параметров приводит ксистематическим отклонениям ТП от установившихся режимов и требует ихпостоянной оперативной корректировки в течение эксплуатации установки.Несвоевременные поправки режима работы установок отрицательно сказываютсяна эффективности процесса осушки газа.Структурная схема концептуальной модели массотеплообменных процессовабсорбционной осушки газа представленна на рисунке 3.Рисунок 3 - Структурная схема концептуальной модели массо-теплообменныхпроцессов абсорбционной осушки газа. Сцг, Сцж– концентрации целевогокомпонента (ЦК) в газе и жидкости; Срцг, (Сцж) – равновесное содержание ЦК вгазе в зависимости от содержания ЦК в жидкости; υzг, υzж - скорости газа ижидкости вдоль оси z; θг − рабочая температура газа, ºС г; Рг − рабочее давлениегаза, МПа; Rг, Rж– физико- технологические коэффициенты, зависящие отфизических свойств газовой и жидкой фаз, а также конструктивных особенностейаппарата.Из рисунка 3 видно, что осушка природного газа состоит из двух систем«абсорбция» и «десорбция», каждая из которых включает в себя несколько23стадий, связанных между собой массо-теплообменными процессами, которые иположены в основу используемых ММ осушки природного газа.
Однако в данноймодели не учитывается ухудшение качества (абсорбционных свойств) рабочихрастворов абсорбента в течение эксплуатации установок, что, естественно,приводит к постепенному нарастанию неопределённости в работе всей системы,и, следовательно, к недостаточной осушке ПГ. То есть, ухудшение качестваабсорбента вызывает значительные отличия между рабочими параметрамиустановки и требуемыми параметрами, рассчитанными с использованием ММпроцесса осушки газа.
Из-за этого используемые ММ теряют свою адекватность входе эксплуатации установок осушки газа.Соответственно, для поддержания адекватности ММ процесса осушки ПГ,необходимо включить параметр, отображающий динамику изменения качестварабочих растворов абсорбента. Это позволит предупреждать возникновениеразличий между «расчётными» и «реальными» параметрами рабочей системы, атакжепозволитприродногогаза.предупреждатьПослучаинеподтверждённымнедостаточнойданнымстепенинаиболееосушкиподходящимпараметром для оценки качества растворов ТЭГ является накопление в нихнекоторыхпримесей,наиболеезначительновлияющихнаосушающуюспособность ТЭГ.Прослеживается следующая связь: накапливающиеся в абсорбенте примесиизменяют физико-химические свойства растворов абсорбента, что, в своюочередь, влияет на осушающую способность ТЭГ.
Это, безусловно, сказываетсяна эффективности работы всей системы. Необходимо изучить полный переченьнакапливающихся в абсорбенте примесей и выявить из их числа индикаторныесоединения, наиболее чётко отражающие снижение эксплуатационных свойствабсорбента. Индикаторные примеси можно положить в основу метода для оценкикачества рабочих растворов абсорбента.Как уже отмечали ранее, существующие сегодня аналитические методикиопределения примесей в триэтиленгликоле не являются специфичными и непозволяют селективно изучить весь спектр накапливающихся в нём соединений.24Из-за этого невозможно должным образом оценить влияние накапливающихсязагрязнителейнаосушающуюспособностьтриэтиленгликолявУКПГ.Необходимо разаработать современные аналитические методы для определениявсех видов примесей, накапливающихся в растворах абсорбента.Выводы к разделу 1.1На основании проведённого анализа литературы о современном состояниитехнологии гликолевой осушки природного газа установили, что, несмотря на то,что данная технология используется более 70 лет, является достаточно развитой иавтоматизированной, в ней всё равно существует ряд актуальных проблем:1.Постепенное ухудшение качества рабочих растворов триэтиленгликоля,используемых в установках осушки природного газа приводит к смещениюквазиустанавливающихся равновесий процесса абсорбции влаги и, как следствие,вызывает недостаточную осушку перерабатываемого сырья.2.Отсутствие методов оперативной оценки качества рабочих растворовтриэтиленгликоля не позволяет проводить своевременного извлечения растворовабсорбента ненадлежащего качества из установок осушки газа, что приводит кснижению эффективности функционирования всей УКПГ.Из проведённого обзора технологии гликолевой осушки природного газаустановлено, что контроль качества рабочих растворов абсорбента можнопроводить по индикаторным соединениям, характеризующим абсорбционнуюспособность ТЭГ, однако из-за отсутствия современных методик селективногоопределения различных примесей в ТЭГ, подобные соединения до сих пор неустановлены.Выявитьиизучитьпримеси,отражающиеизменениеабсорбционной способности растворов ТЭГ, можно только с использованиемкомплекса современных аналитических методик, совмещённых с эффективнымиметодами обработки многомерных данных.251.2.Обзор аналитических методов для оценки качества растворовабсорбента1.2.1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
