Диссертация (1172997), страница 19
Текст из файла (страница 19)
Концентрацию железа измеряли методом атомно-абсорбционнойспектроскопии [Коренман И.М., 1989, Брицке М.Э., 1982], для измеренияиспользовали сухой остаток после прокаливания. Анализ выполняли на атомноабсорбционном спектрофотометре Solaar 6M (фирма «Thermo ElectronCorporation», США) с ионизацией в пламени. Общую концентрацию солейизмеряли методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ)[Стыскин Е.Л., 1986]. Концентрацию механических примесей измеряли по ГОСТР 50558-93, метод 2 [ГОСТ Р 50558].
Запас щелочности измеряли по ГОСТ28084-89, метод 4.9 [ГОСТ 28084-89]. Измерение концентрации ПЭГ проводилиметодом ВЭЖХ. Аппаратура и методика приведены в [Суховерхов С.В.Химический состав, 2013]. Водородный показатель измеряли мультиметромOrion–5 STAR (фирма «Thermo Scientific», США).Химический состав водного раствора ТЭГ приведен в таблица 16.Таблица 16 - Химический состав водного раствора ТЭГ из системытехнологического нагрева платформы ПА-БНаименование показателяКонцентрация ТЭГ, % масс.Концентрация механических примесей, % масс.рНМассовая доля остатка после прокаливания, %Общая концентрация железа, мг/дм3Общая концентрация солей, мг/дм3Концентрация (ПЭГ), мг/дм3Молекулярная масса Mw ПЭГ, ДаЗапас щелочности, мл 0,1 М HCl/10 млПоданнымучетавремениработыВодный раствор ТЭГ66,00,0367,90,0881,2610001812880,1циркуляционныхнасосовтеплоносителя его объемный расход составляет 362 м3/ч.
При 20 оС плотностьводного раствора ТЭГ с концентрацией 66,0 % масс. - 1103,6 кг/м3.Следовательно, массовый поток раствора приблизительно (из-за небольшогоизменения плотности раствора ТЭГ с температурой в системе) равен 400 т/ч.137На основании данных о количественном составе раствора ТЭГ,приведенных в таблица 16, и данных о его расходе были рассчитаны массовыепотоки загрязняющих веществ, циркулирующих в системе технологическогонагрева ТЭГ. Результаты расчета приведены в таблица 17.Таблица 17 - Результат расчета количества примесей и загрязняющих веществ,циркулирующих в системе технологического нагрева ТЭГ платформы ПА-БИсходные данныеМассовый поток механических примесей,т/ч (т/год)Массовый поток остатка послепрокаливания, т/ч (т/год)Массовый поток железа, т/ч (т/год)Массовый поток солей, т/ч (т/год)Массовый поток ПЭГ, т/ч (т/год)Водный раствор ТЭГ0,144 (1261)0,352 (3084)0,0005 (4)0,362 (3171)0,066 (574)Показатели качества раствора ТЭГ приняты на основе анализа массовыхпотоков загрязняющих веществ и на оценке их возможного влияния наразличные элементы системы технологического нагрева.Растворенное железо в растворе ТЭГ появляется в результате коррозииоборудования.
Массовый поток железа для проанализированного образцатеплоносителя составляет 0,5 кг/ч (4 т/год). Добавление ингибитора коррозии,увеличивая рН, может приводить к осаждению железа в виде окислов илигидроокислов. Таким образом, растворенное железо как критерий оценкикачества раствора ТЭГ должно рассматриваться с точки зрения возможности егополного осаждения в системе технологического нагрева.Накопление солей в системе технологического нагрева происходит, восновном, за счет добавления ингибитора коррозии. Следовательно, прирегулярномвведенииингибиторакоррозиисолибудутпостепеннонакапливаться в растворе ТЭГ, что может привести к ряду негативныхпоследствий таких, как увеличение коррозивности раствора, увеличениескорости деградации ТЭГ.138Массовый поток ПЭГ в растворе ТЭГ составляет почти 600 т в год.Учитывая, что образованию ПЭГ способствует повышенная температура, можнопредположить, что полимер выделяется в отдельную фазу в УУОТ и,продвигаясь по системе, налипает на стенки трубопроводов и оборудования.Основным местом образования отложений будет поверхность УУОТ.
НаличиеПЭГ способствует слипанию механических примесей и приводит к образованиюотложений, которые могут обладать значительными абразивными свойствами[12].Нитриты являются компонентом используемого ингибитора коррозии,поэтому при концентрации в пределах от 1000 до 3000 мг/дм 3 предохраняютметалл от коррозии. Однако при концентрации ниже 1000 и выше 3000 мг/дм 3могут приводить к увеличению скорости коррозии. В этой связи контрольсодержания нитритов в растворе ТЭГ является важной задачей.Целью определения массовой доли остатка после прокаливания являетсяоценка общей загрязненности ТЭГ. Данный показатель можно использовать длякачественной оценки загрязненности в сравнении с чистым гликолем.
СнижениерН среды может быть связано с процессами деструкции ТЭГ, продуктамикоторой являются органические кислоты [6, 50].На основании расчета массовогопотока водного раствора ТЭГ предлагаются следующие количественныехарактеристики качества водных растворов ТЭГ (таблица 18).Таблица 18 - Показатели качества раствора ТЭГ, принятые в компании СахалинЭнерджи Инвестмент Компани, ЛтдНаименование показателяКонцентрация ТЭГ, % масс.Концентрация механических примесей, % масс., не болеерНМассовая доля остатка после прокаливания, % масс., не болееОбщая концентрация железа, мг/дм3, не болееОбщая концентрация солей, мг/дм3, не болееКонцентрация нитритов, мг/дм3,Концентрация ПЭГ, мг/дм3, не болееЗапас щелочности, мл 0,1 М HCl/10 млПредельные значения врастворе ТЭГ63-680,0558,3-10,00,5103100от 1000 до 30002004139Как было указано выше, для эффективного ингибирования коррозиинеобходимо, чтобы концентрация нитритов в растворе ТЭГ составляла от 1000до 3000 мг/дм3.
В этой ситуации очевидно, что предельные рекомендованныезначения показателей – массовая доля после прокаливания и общаяконцентрация солей – должны быть также существенно выше, чем прииспользовании других (бессолевых) ингибиторов коррозии.Принимая во внимание, что скорость деструкции ТЭГ возрастет приувеличении концентрации продуктов деградации, следует проводить анализрастворов ТЭГ на соответствие указанным параметрам не реже двух раз в год.Привыявлениинесоответствийрекомендуетсяпроведениерядакорректирующих мероприятий, как то: добавление в систему воды или чистогоТЭГ для доведения концентрации последнего до требуемого уровня,использование фильтров для снижения концентрации механических примесей.Для повышения рН раствора целесообразно применение ингибиторов коррозии,в состав которых входит гидроксид щелочного металла. Применение для этихцелей продуктов, содержащих амины не рекомендуется: в [60] отмечено, чтодобавление аминов в гликоли влияет на образование смолистых веществ принагревании.
Рекомендуется введение веществ, увеличивающих буфернуюемкость теплоносителя, при ее снижении ниже установленного значения. Припревышении пороговых значений по двум и более показателям и приневозможности их корректировки рекомендуется полная замена теплоносителяс предварительной тщательной промывкой системы подходящим промывочнымраствором.4.4.3 Показатели качества для ТЭГ системы регенерации гликоляплатформы ПА-БПринципиальная схема системы регенерации ТЭГ платформы ПА-Бприведена на рисунок 61.140Рисунок 61 - Принципиальная схема системы регенерации ТЭГ морскойнефтегазодобывающей платформы ПА-БДля достижения требуемой точки росы по воде (минус 20 оС при 8,4 МПа)газ подается в абсорбер (на рисунок 65 не показан), где в противотоке водаизвлекается из газа регенерированным ТЭГ (концентрация ТЭГ составляет 99,9% мас.).
Насыщенный ТЭГ (концентрация ТЭГ ~96,0 % масс.) из абсорберанаправляется через оросительный конденсатор (1), который представляет собойзмеевик вверху массообменной колонны гликоля, в теплообменник первойступени «насыщенный ТЭГ - регенерированный ТЭГ» (2), где нагреваетсягорячим регенерированным ТЭГ до 82 оС, а затем поступает в сепаратор (3), гдепроисходит удаление углеводородов. Растворенный газ, выделенный изнасыщенного ТЭГ, направляется для утилизации на факел. Затем насыщенныйТЭГ из сепаратора (3) проходит через фильтры (4) и (5), которые предназначеныдля удаления механических примесей и продуктов деструкции ТЭГ.
ОчищенныйТЭГ подается в теплообменник второй ступени «насыщенный ТЭГ регенерированныйТЭГ»(6),вкоторомнагреваетсядо163,5оСрегенерированным ТЭГ из уравнительной емкости гликоля (10). Далеенасыщенный ТЭГ через разбрызгиватель, расположенный в слое нерегулярной141насадки колец Паля (тип Hi-Pak), подается в массообменную колонну гликоля(7), которая расположена на испарителе (8). ТЭГ стекает вниз через насадку виспаритель (8), контактируя с горячими парами и отпаривающим газом изотпарной колонны (9). В слое насадки происходит первичная отпаркаобводненного ТЭГ и отделение от него воды в виде пара. Газ и пар поднимаютсячерез слой насадки, контактируя со стекающей флегмой, и проходят черезоросительный конденсатор. Пары воды и газ выходят из верхней частиоросительного конденсатора и проходят в блок извлечения пара, состоящий изтеплообменника (13), насоса (14) и сепаратора (15).ТЭГ из массообменной колонны гликоля (7) попадает в испаритель (8), гденагревается до 204 °C.
В испарителе (8) достигается концентрация ТЭГ ~98,8мас. %. Из испарителя (8) ТЭГ поступает в уравнительную емкость (10) черезотпарную колонну (9), представляющую собой трубу с насадкой, в которой ТЭГконтактирует с перегретым сухим топливным газом, подающимся в испаритель(8). В отпарной колонне достигается концентрация ТЭГ 99,9 масс. %.Регенерированный ТЭГ с концентрацией 99,9 масс.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
