Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 [ 145 ] 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284

4.5.2.5. Очистка и фракционирование

в общем случае в установке сжижения блок фракционирования предусмотрен для:

- очистки природного газа перед сжижением;

- произёодства флю1едов холодильных циклов;

- по коммерческим соображениям (продажа производимых на газофракционирующеи установке продуктов);

- энергетических нужд завода.

4.5.2.5.1. Осушка

Влага, содержащаяся в природном газе при температурах и давлениях, создаваемых в процессе схсижения, образовывала бы гидраты с углеводородами и происходило бы образование гидратных пробок в дроссельных устройствах, если бы газ не осушался до уровня примерно I v.p.m. (одна часть на миллион по объему).

4.5.2.5.2. Очистка от углекислого газа

По тем же причинам диоксид углерода СОг образует углеродный лед. СОг плохо растворим в углеводородах (слега растворим в бутане), поэтому необходимо удалять СОг ДР уровня v.p.m. (несколько десятков v.p.m., если извлекают пропан-бутан).

4.5.2.5.3. Извлечение сероводорода

Сероводород и другие кислые газы должны бьпъ также удалены.

4.5.2.5.4. Другие компоненты

Следы ртути, даже минимальные, опасны для теплообменников и должны быть тщательно удалены. Наконец, тяжелые углеводороды Cs могут также вызвать образование пробок, поэтому конденсат должен быть выделен в процессе охлаждения.

Эти различные темы, касающиеся очистки газа, освещены в разделе. 2.4. Добыча природного газа.

Что касается насыщенных углеводородов (алка-ны от С, до Cs), они при необходимости могут бьпъ выделены сепарацией и ректификацией для восполнения циклового газа (компенсация потерь и продувок). Как об этом уже говорилось, если компоненты Сг-Сг-С4-С5 входят в состав природного газа в значительных количествах, их выделяют для продажи по хорошим ценам.

Все, что выделяется сверх потребностей (например, зтан, если продают только пропан и бутан), или подается в поток сжижаемого газа или используется на мес.. производства знергии.

Кстати, инертные газы, азот и гелий, которые могут в небольших количествах находиться в природных газах, их сжижение вместе с метаном стоит дорого с точки зрения затрат знергии; их транспорт метановозами стоит дорого из-за занимаемого ими объема, их присутствие в составе СПГ при регазификации уменьшает теплотворную способность. Следовательно, желательно их выделить перед сжижением.

Газ сепарации после однократной конденсации содержит весь гелий и весь или почти весь азот в смести с метаном. Этот газ сепарации считают сбросным, достаточно бедным газом и используют преимущественно для производства знергии, необходимой заводу.

Если гелия достаточно много, можно предусмотреть его выделение, производя сепарацию в две ступени и таким образом, чтобы смесь Не -t- N2 выделялась бы в одной ступени сепарации.

Примечание.

Нет норм на состав СПГ. Существуют только особые спецификации у потребителя сырья, которые, например, на заводах сжижения для экспорта газа связаны с контрактами на постановку (в частности, с теплотворной способностью).

Следовательно, остаточные газы, используемые для производства энергии, разные по составу в разных местах.

4.5.3. Оборудование

установок сжижения

4.5.3.1. Теплообменники

4.5.3.1.1. Теплообменники с горячим источником в окружающей среде

Теплообменники - холодильники холодильного цикла, в которых реализуется теплообмен с горячим источником в окружающей среде, бывают различного типа соответственно с природой этого источника - водой или воздухом:

- если используется вода, зто теплообменники классического типа с трубным пучком (вода циркулирует по трубкам пучка);

- если используется воатос, это батареи воздушных холодильников (АВО). Использование морской воды в качестве горячего источника широко распространено на расположенных на берегу моря заводах сжижения газа на экспорт. Осо№ю меры защиты должны бьпъ приняты для теплообменников прошв коррозии или морских отложений (специальные покрытия, катодная защита, хлорирование морской врды и т.д.), также как и для устройств водозабора

4.5.3.1.2. Криогенные теплообменники

Эти аппараты, в которых совершается теплообмен между сжижаемым природным газом и (или) хладоагентами, изготавливаются из криогенных металлов, в основном из алюминия и его сплавов (см. §4.3.1.2.1).

С целью обеспечения значительной экономии для заводов сжижения газа на экспорт и упрощения обвязки были разработаны специальные большие теплообменники многоходовые с большой поверхностью теплообмена, которые делятся на два алр/а: "теплообменники с навитыми трубками и пластинчатые теплообменники. Конструкции обоих типов требуют умения в изготовлении и особых материалов.

4.5.3.1.2.1. Навитые теплообменники

Они являются разновидностью кожухотрубча-тых теплообменников. Аппарат вертикального типа, несколько тысяч тонких трубок (6 -10 мм диаметром) навиты геликоидально по перекрестной сетке. Можно сконструировать теплообменник для нескольких флюидов, чередующихся по трубкам различных пучков в одной сетке. Перекрестные сетки дают эффект отражакхцихся перегородок

ФлкицС Верхний сепаротар

Навивка

ФлюедА

Нижний сепарвтор

Флюид В

Навитой теплообменник.

Конструктивные апементы навивного теплообивнника.

ДЛЯ двухфазного флюида низкого давления, который охлаждает пучок испарением в процессе циркуляции в вертикалыюм направлении в каландре. Каландр выполнен из нержавеющей стали, навивные пучки из алюминия. Навивка дает гибкость, необходимую для компенсации термических удлинений и укорочений. По причине сложности конструкции и размеров изготовление таких теплообменников требует длительных сроков и дорого, а их транспортировка затруднительна.

4.5.3.1.2.2. Теплообменники алюминиевые

пластинчатые, паянные с погружением в баню

Эти теплообменники, используемые также в других областях, таких, как фракционирование воздуха, выделение этилена и др., сконструированы в виде сэндвичей, в которых начинка находится в форме плоских полнотелых листов, гофрированных листов и поперечных перегородок.

4.5.3.1.2.2.1. Описание

При каждом ходе фпкщ циркулирует между двумя плоскими листами и двумя перегородками в пространстве, заполненном гофризованным листом: циркуляция флкмща происходит по обе стороны гофрированного листа, параллельно образующим.

Пластинчатый теплообменник - общий вид одного хода между двумя плоскими перегородками.

Пластинчатый теплообменник - вид одного хода между двумя пластинами.

Пластинчатый теплообменник - общий вид.

Таким образом, каждая полнотелая пластина -перегородка разделяет два флюида и таким образом являвтся поверхностью теплообмена между двумя флюидами. Гофрированный лист выполняет роль, аналогичную лопаткам или пчелиным ячейкам в других типах теплообменников, в то же время он служит опорным элементом, помогающим пространству, ограниченному двумя пластинами и двумя перегородками переносить нагрузки от циркулирующих флюидов. Пакет из полнотелых плоских листов, гофрированных листов и поперечных перегородок сварен: все образующие вершины волны листа приварены к полнотелым горизонтальным листам.

Ппаетнчшшй ттиювбшшатк -раярвз.

Теплообменник собирают сложением секций, собранных вышеописанным способом. Для каждой овмфм в поперечных перегородках устраивают проход для фпю!. который движется через секцию.

Омции чцмдуются в зависимости от числа ф1Ю1уов. нагфимер:

АВАВАВ - для двух флюидов;

ABCDABCD - для четырех флюидов;

ABCDEABDEABCDEABDE - для пяти флюидов, один из которых с неболыиим расходом.

Пример чередования ABAC проходов в пластинчатом теплообменнике.

Выбирая расположение отверстий в поперечных перегородках и головок присоединенных коллекторов, а также ориентацию гофрированных листов в ходах, можно сконструировать теплообменники с противотоком, с перекрестным током, многофлюидные и т.д.

Можно соединить в один блок теплообменники, которые, если бы они были кожухотрубчатого типа, были бы соединенными последовательно многочисленными теплообменниками, это приводит к значительной экономии в трубопроводах обвязки и теплоизоляции.

ПластинчатьЛ теплообменник - противоточный. с перекрестным током, многолоточный.