Расчет размера сепаратора Опции

[shynara]

Дорогие!

Не могли бы вы помочь грамотно написать ответ на некоторый запрос Заказчика.

Согласно ТЗ была поставлена задача запроектировать трубопровод попутного газа диаметром 325х7 мм, однако принимающая сторона выставила ТУ, чтобы в начале газопровода установили газосепаратор объемом 16 м3. Сепаратор установили, газопровод проложили. Сменился представитель заказчика на импортного и теперь он просит, чтобы мы ему предоставили по газосепаратору отчет по размерам сепаратора ( т.е. расчет оптимальных размеров), отчет по выбору материала и расчет коррозии.

Помогите объяснить ему грамотно, что это работа заводов-изготовителей, т.к. в моем понимании это так. Доводы, что это не было оговорено в ТЗ, он пропускает мимо ушей

[shynara]

Дорогие!

Не могли бы вы помочь грамотно написать ответ на некоторый запрос Заказчика.

Согласно ТЗ была поставлена задача запроектировать трубопровод попутного газа диаметром 325х7 мм, однако принимающая сторона выставила ТУ, чтобы в начале газопровода установили газосепаратор объемом 16 м3. Сепаратор установили, газопровод проложили. Сменился представитель заказчика на импортного и теперь он просит, чтобы мы ему предоставили по газосепаратору отчет по размерам сепаратора ( т.е. расчет оптимальных размеров), отчет по выбору материала и расчет коррозии.

Помогите объяснить ему грамотно, что это работа заводов-изготовителей, т.к. в моем понимании это так. Доводы, что это не было оговорено в ТЗ, он пропускает мимо ушей

[timmy]

Ну значит представитель заказчика считает, что:

1. заложенный в проект сепаратор не способен обеспечить параметры сепарации (расчитан на более крупную и тяжелую фракцию пыли, как например случилось в проекте Альстома для БрАЗа).

2. Выбранный материал не вполне устойчив к рабочей среде, т.е. может бытро протереться пылью или утратить механическую прочность в рассматриваемых условиях эксплуатации.

3. Выбранный материал скорродирует до опасного утонения раньше, чем истечет срок эксплуатации, либо за те же деньги можно вполне изготовить значительно более легкий аппарат из более устойчивых к рабочей среде материалов.

Короче заказчик интересуется, почему выбран именно такой сепаратор и именно в таком исполнении

[Nemesis]

Смотря как заказывали этот сепаратор: заполняли опросный лисит с указаниям требований по сепарации продукта (выбору материала и т.д.) или сами считали, и в ОЛ были указаны только габариты, материальное исполнение. Или может разработали техпроект даже, и завод только делал РКД и поставлял оборудование.

[shynara]

Помогите тогда подобрать сепаратор для газа. Состав газа:

Кислород, мол.% 0,0297
Углекислый газ, мол.% 1,4348
Азот, мол.% 1,5723
Метан, мол.% 80,9908
Этан, мол.% 10,0292
Пропан, мол.% 3,9603
Изо-бутан, мол.% 0,5027
Н-бутан, мол.% 0,7737
Нео-пентан, мол.% 0,0046
Изо-пентан, мол.% 0,2092
Н-пентан, мол.% 0,2138
Гексан, мол.% 0,1916
Гептан, мол.% 0,0848
Октан, мол.% 0,0024
Плотность газа при 200С, кг/м3 0,8398
Относительная плотность по воздуху 0,6972
Точка росы по воде, 0С +38
Точка росы по углеводородам, 0С -12
Влагосодержание, г/м3 15,940
Мех.примеси, г/м3 12,546

Давление - 3-7 бар, температура - 30-60 град. С, расход газа - 600 000 нм3/час.

Требуется довести газ до следующих кондиций:
o Содержание влаги не более 0.5 г/м3
o Содержание нефти – отсутствие
o Содержание механических примесей - отсутствие

[Nemesis]

Помогите тогда подобрать сепаратор для газа. Состав газа:

Кислород, мол.% 0,0297
Углекислый газ, мол.% 1,4348
Азот, мол.% 1,5723
Метан, мол.% 80,9908
Этан, мол.% 10,0292
Пропан, мол.% 3,9603
Изо-бутан, мол.% 0,5027
Н-бутан, мол.% 0,7737
Нео-пентан, мол.% 0,0046
Изо-пентан, мол.% 0,2092
Н-пентан, мол.% 0,2138
Гексан, мол.% 0,1916
Гептан, мол.% 0,0848
Октан, мол.% 0,0024
Плотность газа при 200С, кг/м3 0,8398
Относительная плотность по воздуху 0,6972
Точка росы по воде, 0С +38
Точка росы по углеводородам, 0С -12
Влагосодержание, г/м3 15,940
Мех.примеси, г/м3 12,546

Давление - 3-7 бар, температура - 30-60 град. С, расход газа - 600 000 нм3/час.

Требуется довести газ до следующих кондиций:
o Содержание влаги не более 0.5 г/м3
o Содержание нефти – отсутствие
o Содержание механических примесей - отсутствие

Это сложная и главное оплачиваемая работа, если у вас есть какие-то конкретные вопросы по подбору или расчету, тогда люди на форуме вам ответ просто так.

[shvet]

Это сложная и главное оплачиваемая работа

Я бы даже добавил "высокооплачиваемая".

Дальше не с целью поиздеваться, но единственно с целью уточнить.

Плотность газа при 200С, кг/м3 0,8398

При 200°С и каком давлении?

Относительная плотность по воздуху 0,6972

"Сухая" плотность или с учетом воды? Если с учетом воды, то с учетом капельной влаги или вся вода учтена как газ?

Влагосодержание, г/м3 15,940

На какой м3? На реальный, стандартный или нормальный? Если не понятно про что речь, то см. чуть ниже.
Какой размер капель? Размер капель - самый критичный параметр, очень мелкие капли (туман) вообще удалить физическими методами без например коалесценции не возможно. Очень ориентировочные пределы примерно следующие:
- 400 мкм и больше - начинает сепарироваться уже в трубе
- 200-400 мкм - достаточно сепаратора
- 10-200 мкм - необходим каплеотбойник, чем меньше число тем сложнее конструкция каплеотбойника
- ниже 10 мкм сепараторами не улавливается, применяют коалесцеры

Мех.примеси, г/м3 12,546

Бессмысленная информация без размеров и истинной плотности мехпримесей.

Давление - 3-7 бар, температура - 30-60 град. С, расход газа - 600 000 нм3/час.

Бар избыточный или абсолютный? Нм3/ч по ГОСТ 2939-63 или ГОСТ 5024-2013? Нм3/ч это "сухого" газа или с учетом воды? Если с учетом воды, то как учитывается капельная влага? В любом случае это больше 500 тонн в час газа. Это очень много. Вы уверены в размерности? Конечно бывают и такие расходы, но проверьте на всякий случай...

o Содержание влаги не более 0.5 г/м3

0,5 г/м3 это примерно 3% от первоначального количества влаги. Значение на грани. Обычные сепараторы без каплеотбойников хитрой конструкции улавливают от 95 до 99% жидкости. Если нужно больше, нужны особые каплеотбойники.

Содержание нефти – отсутствие

Бессмыслица какая-то. Что за нефть? Откуда нефть? Имеется в виду С5+?

o Содержание механических примесей - отсутствие

Бессмысленная информация без размеров и истинной плотности мехпримесей.

Рекомендую методику ExxonMobil. Похожие методики, только немного с другими коэффициентами есть у большинства буржуйских компаний. Наверняка подобные есть и в литературе пост-СССР. Много методик в литературе по процессам и аппаратам химической технологии (русско-, англоязычным). Самостоятельно посчитать по ним (и по остальным) не сможете - Вам нужен опытный технолог по нефтегазу, например Nemesis.

Сообщение отредактировал shvet - 9.12.2016, 16:39

[timmy]

Забалтываете господа...
сепаратор при такой точке росы и располагаемой температуре не спасёт. Газ нужно осушать. Для эффективной осушки газ нужно сперва охладить градусов до 30-35. Сепаратором отсечь избыток мехпр имесей и возможные капли. После этого отфильтровать и осушить. По содержанию воды непонятно что указано. Если это капли, то можно и про мои любимые ОСВ подумать. Если это влагосодержание, то тут уже про адсорбционную осушку разговор идёт. После адсорбционной осушки еще раз фильтруем и отправляем газ на очистку от нефтепродуктов в угольные колонны. Проблема только в том, что задан очень большой расход газа. 600 000 м3/час это очень много осушителей. Придётся считать, как лучше их поставить, т.к. скорее всего это будет несколько участков. По давлению 3-7 бар это вас какой-то чудик за нос водит. Чем ниже давление тем сложнее сушить газ. Плюс возрастают потери давления. Был бы ваш попутный газ обычным сжатым воздухом, я бы еще сказал, что пневматика работать перестанет, но тут попутный газ, значит сжатый воздух будет подаваться отдельно. Попробуйте в Курганхиммаше переговорить с Александром Тиуновым. Он всякие адсорбционники разрабатывает, мож и тут чего подберет из своих рядов оборудования.

[shvet]

Забалтываете господа...

И да и нет. "Влагосодержание" это что? Если это только капельная влага, то 0,5г/м3 на выходе это более чем достижимо простым сеператором или с каплеотбойником. Если это полное содержание воды, то конечно только осушители. Не очень уверен, что Вы правильно советуете человеку собственно сами осушители, т.к. осушка природного газа (а у топик стартера похоже на природный газ) это целая индустрия со своими лидерами и трендами.

После адсорбционной осушки еще раз фильтруем и отправляем газ на очистку от нефтепродуктов в угольные колонны.

Природный газ от нефтепродуктов не сушат угольными колоннами. Для этого используют низкотемпературную ректификацию.

По давлению 3-7 бар это вас какой-то чудик за нос водит.

Наоборот. Для попутного газа очень даже хорошее давление. Его даже компримировать не нужно.

Он всякие адсорбционники разрабатывает, мож и тут чего подберет из своих рядов оборудования.

Конечно подберет, только это все будет нетиповое. Зачем на абсолютно типовые объекты по подготовке природного газа на УПГ нетиповые решения? Топикстартеру сначала разобраться нужно что у него просят, т.к. как Вы верно подметили до 0,5г/м3 обычной сепарацией от влаги не избавишься. Вполне возможно, что просто заводчане не разбираясь вписали первую попавшуюся цифру в ОЛ да так и отдали, там спецы сами разберутся и спросят если чё.

Для информации топикстартера - примерный материальный баланс идеального сепаратора (унос капель 0%), термодинамика - классический Пенг-Робинсон, база данный коэффициентов бинарного взаимодействия - Aspen ver. 28, вместо непонятных "гексан", "гептан" и т.д. я ввел их изомеры нормального строения.

Сообщение отредактировал shvet - 13.12.2016, 6:50

Прикрепленные файлы

 Process_Flowsheet.pdf ( 9,81 килобайт ) Кол-во скачиваний: 87

 

[timmy]

(1)И да и нет. "Влагосодержание" это что? Если это только капельная влага, то 0,5г/м3 на выходе это более чем достижимо простым сеператором или с каплеотбойником. Если это полное содержание воды, то конечно только осушители. Не очень уверен, что Вы правильно советуете человеку собственно сами осушители, т.к. осушка природного газа (а у топик стартера похоже на природный газ) это целая индустрия со своими лидерами и трендами.


(2)Природный газ от нефтепродуктов не сушат угольными колоннами. Для этого используют низкотемпературную ректификацию.


(3)Наоборот. Для попутного газа очень даже хорошее давление. Его даже компримировать не нужно.


(4)Конечно подберет, только это все будет нетиповое. Зачем на абсолютно типовые объекты по подготовке природного газа на УПГ нетиповые решения? Топикстартеру сначала разобраться нужно что у него просят, т.к. как Вы верно подметили до 0,5г/м3 обычной сепарацией от влаги не избавишься. Вполне возможно, что просто заводчане не разбираясь вписали первую попавшуюся цифру в ОЛ да так и отдали, там спецы сами разберутся и спросят если чё.

(-)Для информации топикстартера - примерный материальный баланс идеального сепаратора (унос капель 0%), термодинамика - классический Пенг-Робинсон, база данный коэффициентов бинарного взаимодействия - Aspen ver. 28, вместо непонятных "гексан", "гептан" и т.д. я ввел их изомеры нормального строения.

1. Влагосодержание это содержание паров воды в воздухе или газе. То, которое может быть определено гигрометром.
У автора на входе точка росы плюс 38, температура газа на входе 30-60, а температура окружающего воздуха неизвестна. Но я так думаю, что вряд ли температура окружающего воздуха выше 25-30 °С кроме как в наиболее жаркие периоды.
Точка росы это температура ниже которой во влажном газе начинается формирование капель - конденсатообразование.
Сепаратор может удалять сформировавшиеся размер которых превышает определенную величину, которая зависит от конструкции сепаратора.
Само конденсатообразование - растянутый во времени процесс, т.е. как минимум не моментальный.
Учитывая всё вышесказанное можно с уверенностью сказать, что в предлагаемой точке размещения процесс конденсатообразования завершен не будет. Он вообще может там даже не начаться. Т.е. сепаратор в этой точке будет сепарировать только пыль, а вода польётся уже за сепаратором, т.к. будет образовываться за сепаратором.

2. Ну хорошо, пусть ректификационные колонны стоят. Но тогда наверное их надо будет ставить до осушителя.

3. Я имею ввиду, что при столь широком диапазоне давлений придётся закладывать оборудование на низкое давление. А это приведет к банальному переразмериванию установок. Автор не стал заморачиваться реальными параметрами и задал максимально широкие диапазоны по давлению и температуре входящего газа. Но всем ведь прекрасно известно, что при повышении давления или при снижении температуры потока производительность рассматриваемого оборудования будет расти, а при понижении давления или при повышении температуры газа - наоборот снижаться. Снижение рабочего давления до минимума и одновременное повышение температуры до максимума приводит к снижению эффективной производительности до нуля. Проектировщики последнее время всё чаще забывают этот момент и лепят в проектах что бог на душу положит.

4. На такую большую производительность типовых решений не предусмотрено, но можно отработать вариант поставки комплекса установок. Я рекомендовал связаться с российским заводом-изготовителем. Конкретно с начКБ))

[shvet]

1. Влагосодержание это содержание воды (не обязательно паров) в воздухе или газе. То, которое может быть определено гигрометром.

Влагосодержание, определенное гигрометром, - это относительный параметр и не отражает реальное содержание воды (в парах или в каплях) в газе. К расчету влагосодержание может быть принято только если указана методика определения и если эта методика вообще позволяет измерить содержание воды.

У автора на входе точка росы плюс 38, температура газа на входе 30-60, а температура окружающего воздуха неизвестна.

Ошибка. Точка росы - это температура появления капель воды при атмосферном давлении. 30-60°С это под давлением 3-7 бари.

Точка росы это температура ниже которой во влажном газе начинается формирование капель - конденсатообразование.

Именно. Капель чего? Воды или нефтепродуктов? Или и того и другого одновременно. Лабораторная методика(и) определения точки росы предельно расплывчата. Сами же капли на анализ не отбирают.

Само конденсатообразование - растянутый во времени процесс, т.е. как минимум не моментальный.

Моментальный. Как только равновесие (состав, температура, давление) упало до точки появления жидкости - появляется жидкость. Это безинерционный процесс, вопрос только в увеличении размера капель от слияния.

3. Я имею ввиду, что при столь широком диапазоне давлений придётся закладывать оборудование на низкое давление. А это приведет к банальному переразмериванию установок.

Верно

Автор не стал заморачиваться реальными параметрами и задал максимально широкие диапазоны по давлению и температуре входящего газа.

Что дали с тем и работает. Он(а) ж не сам(а) цифры подбирал(а). Цифры явно с реального объекта, похоже на простые лабораторные анализы.

4. На такую большую производительность типовых решений не предусмотрено, но можно отработать вариант поставки комплекса установок. Я рекомендовал связаться с российским заводом-изготовителем. Конкретно с начКБ))

Я бы не рекомендовал топикстартеру работать по этому вопрос с конструкторами.
При всем уважении к Timmy и тов. Тиунову вы не технологи. Без обид, может вы прекрасные конструкторы и даже немного понимаете в технологии, но каждый должен заниматься своим делом. Я не в состоянии рассчитать прочность штуцера, вы не в состоянии оценить адекватность исходных данных и трансформировать относительные параметры среды в абсолютные. Вы даже не заметите проблему, там где технологу она покажется очевидной. Я понимаю, что по типовым объектам вы привыкли работать с относительными параметрами, но откуда они взялись, как на самом деле они влияют на выбор оборудования - это все вопросы технолога. Безусловно оборудование будет подобрано, подобрано опытными людьми и по проверенным методикам. Но результат будет непредсказуемый. Потому что область применения оборудования (в т.ч. область экономической эффективности), применимость методик подбора, адекватность исходных данных - эти вопросы вне компетенции конструктора.

Вам нужен технолог - человек, имеющий образование и опыт в химической технологии. В данном случае подойдет специальность "технология переработки нефти и/или газа". Этот человек оценит адекватность исходных данных, уточнит у заказчика, может быть при необходимости самостоятельно проведет полевое обследования технологического режима. Разберется с отбором проб, с лабораторией и результатами лабораторных анализов, выполнит прогноз изменения состава на ближайшее время. Если у заказчика своя лаборатория не в состоянии сделать нужные анализы, то обоснует заказчику необходимость сторонней специализированной. После этого обработает полученные данные, смоделирует процесс (руками или в программе) и сформирует задание конструктору. Может быть предварительно посчитает самостоятельно оборудование и подберет экономически наиболее эффективный вариант.

[timmy]

shvet, в словах "газопереработка", "газоочистка" и "газоподготовка" одинаковые только первые четыре буквы)) Вы может быть в первом вопросе специалист, но в двух других направлениях вам нужно хоть чуть-чуть поработать. Тогда хоть в терминах специфических плавать перестанете и честных технологов обижать перестанете пустозвонием))

[walman]

Здравствуйте. Сейчас работаем с нормативной документацией американской по трехфазным сепараторам (API, ASME). Скажите, пожалуйста, именно по сепараторам таким/похожим в РФ есть нормативная документация? Очень общая есть, есть на сосуды высокого давления, но вот именно на сепаратор как на устройство: требования к материалам, расчеты, таблицы? Спасибо