Томск-2016 Основные принципы программной реализации математических моделей химико-технологических процессов подготовки и переработки нефти и газа. НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Выполнили: студенты гр 2К41 Гранова Н.П Хосоенова Р.Ф. Чиркина Н.А. Руководитель: доцент, к.т.н. Долганов И. М. Институт – природных ресурсов Направление подготовки – Энерго- и ресурсосберегающие процессы в химической технологии нефтехимии и биотехнологиях Кафедра – Химической технологии топлива и химической технологии

Актуальность Большое количество характеристик природного газа зависит от различных критериев. Существуют две группы методов определения необходимых характеристик газа: экспериментальные и расчетные. Наиболее используемыми являются расчетные методы. Данные методы позволяют прогнозировать значения теплофизических свойств природного газа в зависимости от его состава в интересующем диапазоне температур и давлений. Один из основных методов подготовки природного газа - низкотемпературная сепарация (НТС), сущность которой состоит в получении низких температур при расширении газа. С помощью установки подготовки природного газа (УППГ) газ подготавливают до требуемых характеристик. В ГОСТе Р «Газы горючие природные. Определение температуры точки росы по воде» установлены требования к выполнению измерений температуры точки росы по воде различными методами в ГГП. 2/15

Схема установки Рис. 1. Технологическая схема установки низкотемпературной сепарации газа: I сепаратор первой ступени; II газовый теплообменник; III испаритель-холодильник; IV штуцер; V низкотемпературный сепаратор; 1 необработанный газ; 2 смесь углеводородного конденсата и воды; 3 ингибитор гидратообразования; 4 обработанный газ; 5 смесь углеводородного конденсата и насыщенного водой ингибитора гидратообразования. 43/15

Достоинста установки НТС 54/15 низкие капитальные и эксплуатационные затраты (при наличии свободного перепада давления) одновременно с сепарацией имеет место осушка газа до точек росы, необходимых для транспортировки газа по магистральным газопроводам

Область варьируемых параметров Состав сырьевого газа Предпочтительно высокомолекулярные газы Температура Для легких газов снижение температуры сепарации от 0 до минус 40 О С Давлени 5-7,5 МПа 95/15

Расчет значений ТТР t x в зависимости от значения массовой концентрации паров воды β в в диапазоне абсолютных давлений Р 3 от 2,0 до 10,0 МПа: 46/15 Диапазон значений ТТР влагосодержания β в от 5 мг/м 3 до 80 мг/м 3 с шагов в 5 мг/м 3 и давления Р 3 от 3 МПа до 10 МПа с шагом в 1 МПа.

Методы определения ТТР ув. 97/15 Конденсационные Методы предназначены для проведения текущих измерений ТТРув природного газа; Анализаторы, реализующие визуальный метод, используют также для контроля точности результатов измерений автоматических анализаторов Автоматические Диапазон измерений ТТРВ при рабочем давлении - от минус 20,0 °С до плюс 30,0 °С; Погрешность измерений ТТРВ должна быть в пределах ± 2,0 °С; Возможность эксплуатации и транспортирования гигрометра при температуре окружающей среды в диапазоне от минус 20,0 °С доплюс 40,0 °С;

Результат измерения ТТР yв t yв Результат измерения ТТР yв t yв, °С, при абсолютном давлении Р, МПа t yв (P) = (t yв.cp ± Dк),P = 0,95, (5) В случае невыполнения условия результат измерения ТТР yв t yв, °С t yв (P) = (t yв (2) ± D к ),P = 0,95 98/15

Методы расчета фазовых равновесий 99/15 уравнение Антуана

2510/15 Результаты обработки данных

9 Wг, мг/м ³ Значения ТТР по воде в зависимости от влагосодержания и абсолютных давлений 11/15

28 Wг, мг/м ³ /15

Рисунок 2 график изменения значений ТТР по воде в координатах: ТТР ( С), давление (МПа) и влажность (мг/м 3 ): Точка россы по воде 13/15

Заключение 25 Основная проблема, существующая на предприятиях газовой промышленности – получение газа, пригодного к транспортировке и эксплуатации. В большей степени на это влияет присутствие в продукте жидкости в паровой фазе, или влажность. Этот параметр так важен из-за возникновения опасности транспортировки влажного газа по магистральным трубопроводам. В процессе транспортировки влажного природного газа при определенной температуре (температуре точки росы), влага, находящаяся в газе в паровой фазе конденсируется. Летом это может привести к появлению так называемых «водяных пробок» в трубопроводах, а зимой – «ледяных пробок» и как следствие разрыву магистралей. 14/15

Итог работы : была исследована формула, которую можно применять в расчете показателей работы установки низкотемпературной сепарации газа с использованием имитационной динамической модели; был построен график зависимости ТТР по воде, исходя из которого сделаны следующие выводы: при повышении давления ТТР увеличивается, а при повышении влажности ТТР уменьшается 15/15

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!