теплообменник это техническое устройство, предназначенное для передачи тепло от горячего теплоносителя к холодному теплоприемнику. Теплообменники бывают воздушные, водяные, пластинчатые, кожухотрубные, спиральные и т.п., более подробно можно узнать из отдельной статьи на нашем сайте.

Теплота сгорания, теплотворная способность, калорийность - понятия равнозначные,  характеризующие качество газа при  использовании его как топлива.

Высшей теплотой сгорания называется количество теплоты (в кДж), выделяющееся при полном сгорании единицы объема сухого газа, измеренного при нормальных или стандартных условиях, сюда входит и теплота конденсации водяных паров.

Низшей теплотой сгорания называется количество теплоты (в кДж), выделяющееся при полном сгорании единицы объема сухого газа, измеренного при нормальных или стандартных условиях, за вычетом теплоты конденсации водяных паров.

Газы, не содержащие в своем составе водород, имеют только одну теплоту сгорания.

Оптовые цены промышленности установлены при расчетной калорийности , равной 34333.4 ± 418,7 кДж/м. Пересчет на фактическую калорийность выполняют по формуле , где - цена по прейскуранту; - фактическая низшая калорийность, кДж/м.

При анализах, не связанных с коммерческими расчетами допускается устанавливать теплоту сгорания газа расчетным путем по химическому составу, определенному с помощью хроматографов разных марок.

Расчет по составу газа проводится по формуле

,

где  - теплота сгорания чистых компонентов;  - процентный объем компонентов смеси.

Пример 1.1. Определить низшую теплоту сгорания смеси газов при нормальных условиях, имеющих определенное процентное содержание (см. табл. 1.2, 1.3).

Решение

где буквенные формулы - компоненты смеси газов, %.

Пересчет теплоты сгорания газа от нормальных условий к стандартным проводится по формуле

Согласно требованиям ОНТП-51-85 Мингазпрома СССР номинальная низшая теплота сгорания топливного газа принимается равной 34 541 Дж/м.

 Таблица 1.1

Характеристика природных газов некоторых месторождений СССР

В соответствии с условиями образования природного газа его месторождения делят на чисто газовые, газоконденсатные и нефтяные. Газы с содержанием тяжелых углеводородов (от пропана и выше) менее 50 г/м принято считать сухими, а газы с большим содержанием тяжелых углеводородов - жирными.

Плотность газа  определяется как масса единицы объема, т. е. как отношение массы газа   к его объему      .

Удельный объем

Удельный объем - величина, обратная плотности.

Удельным объемом газа v называется объем единицы массы газа   =1/ =.

Физическая характеристика некоторых газов представлена в табл. 1.2, 1.3.         

 Таблица 1.2

Физические свойства углеводородных газов

 Таблица 1.3

Физические свойства некоторых не углеводородных газов

Расход газа

Различают массовый и объемный расход газа. Массовым расходом газа  называется масса газа , проходящая через поперечное сечение потока в единицу времени  . Объемным расходом газа  называется количество газа в единицах объема, проходящее через сечение потока в единицу времени .

Объем газа и объемный расход относят к определенным условиям (температура, давление): объемный расход при нормальных условиях  (температура 0 °С, давление 0,1013 МПа) и объемный расход газа при стандартных условиях  (температура 20 °С, давление 0,1013 МПа).

Линейная и массовая скорость газа

Линейная скорость газа  в газопроводе определяется как объемный расход газа  в условиях потока (температура, давление) через единицу поперечного сечения .

Массовой скоростью газа  называется массовый расход газа  через единицу поперечного сечения потока  (газопровода):    .

Давление газа

Давление газа  в общем случае равно пределу отношения нормальной составляющей силы  к площади , на которую действует сила: . При равномерном распределении сил давление  определяют по формуле .

Для характеристики состояния газов используют понятие абсолютного давления , которое представляет собой давление газов на стенки газопроводов. Для определения результирующих усилий, приложенных к стенкам газопроводов, используют понятие избыточного давления , которое представляет собой разность между абсолютным давлением газа  и барометрическим давлением среды .

Работа

При выводе расчетных формул будет использовано понятие потенциальной работы. Потенциальной работой называется работа перемещения газов из области одного давления  в область другого давления . Элементарная потенциальная работа  соответствует бесконечно малым изменениям давления: , где  - элементарная удельная работа.

В условиях перемещения газа в газопроводах распределение потенциальной работы формулируется следующим образом:

,

где - удельная эффективная работа, передаваемая телам внешней системы (для газопроводов =0);  -  необратимые превращения работы, , где - коэффициент гидравлического сопротивления,  - линейная скорость газа; - расстояние от начала газопровода до рассматриваемой точки;  - внутренний диаметр газопровода;  - ускорение свободного падения;  - расположение рассматриваемой точки по высоте.

Из аналитического выражения потенциальной работы следует, что она затрачивается на преодоление трения газа о стенки газопровода, изменение положения газа и изменение линейной скорости газа.

Идеальные и реальные газы

Законы, которым подчиняются идеальные газы, достаточно хорошо характеризуют поведение и свойства реальных газов только при невысоких давлениях и температурах. Законы идеальных газов тем лучше описывают свойства реальных газов, чем дальше эти газы находятся от областей насыщения и критического состояния.

Закон Бойля-Мариотта

Закон Бойля-Мариотта устанавливает зависимость между давлением и удельным объемом газа при постоянной температуре = idem.

Закон Гей-Люссака

Закон Гей-Люссака определяет зависимость удельного объема идеального газа от температуры при постоянном давлении. Расширение газов при нагревании характеризуется следующим образом: относительное расширение идеальных газов при нагревании под неизменным давлением (= idem) прямо пропорционально повышению температуры:  при  , где  - удельный объем газа при температуре  и давлении ;  - удельный объем газа при нулевой температуре и том же давлении ; - температурный коэффициент объемного расширения идеальных газов при 0 °С, сохраняющий одно и то же значение при всех давлениях и одинаковый для всех идеальных газов, = 1/273,16  1/273,2 1/°С.

Уравнение Клапейрона

Уравнение Клапейрона (уравнение состояния) получается при сопоставлении законов Бойля-Мариотта и Гей-Люссака. Оно связывает три основные величины, характеризующие состояние газа (давление, температура и удельный объем); , где  - абсолютное давление идеального газа;  - удельный объем идеального газа;  - газовая постоянная идеального газа;  - абсолютная температура газа.

Уравнение Клапейрона может быть записано в следующем виде: .

При умножении обеих частей уравнения состояния на количество газа в единицах массы получим уравнение состояния для любого количества газа .

Газовая постоянная  есть работа расширения единицы количества газа (1 кг) при нагревании его на 1 °С при постоянном давлении (= idem).    

Закон Авогадро

Закон Авогадро сформулирован следующим образом: объем одного киломоля идеального газа не зависит от природы газа и определяется параметрами физического состояния газа (давление и температура).

Киломолем, или килограмм-молекулой, называется число килограммов вещества, численно равное его молекулярной массе .

Объем 1 киломоля идеальных газов по уравнению Клапейрона . По закону Авогадро правая часть этого выражения не зависит от природы газа, поэтому произведение молекулярной массы , и газовой постоянной  не зависит от природы газа и является универсальной постоянной идеальных газов: = const.

Уравнение состояния для 1 киломоля идеального газа .

В настоящее время принята следующая расчетная величина - универсальная постоянная идеальных газов = 8,3144·10 Дж/(кмоль·К).

Молярный объем идеальных газов в нормальных физических условиях равен = 22,4 м/кмоль.

Расчетные значения удельных газовых постоянных идеальных газов определяют по универсальной газовой постоянной. Для реальных газов составлено большое число уравнений состояния. Наиболее распространено уравнение Клапейрона с поправочным коэффициентом , где  - коэффициент сжимаемости, учитывающий отклонение реальных газов от законов идеальных газов. Его определяют по графикам (рис. 1.1) в зависимости от приведенных параметров (температура и давление) газа: , , где  - приведенное давление; - абсолютное давление газа;  - критическое давление газа;  - приведенная температура; - абсолютная температура газа;  - критическая температура газа.

Рис. 1.1. Зависимость коэффициента сжимаемости газов  от приведенных давления  и температуры  

Критическим давлением называется такое давление, при котором и выше которого повышением температуры нельзя испарить жидкость.

Критическая температура - это такая температура, при которой и выше которой при повышении давления нельзя сконденсировать пар (табл. 1.4).

Таблица 1.4

Критические параметры газов

Абсолютная влажность газа - количество водяного пара, содержащегося в единице количества газа. Массовая абсолютная влажность , где - количество водяного пара;  - количество газа. Объемная абсолютная влажность , где  - объем газа.

Относительной влажностью называется отношение фактически содержащегося количества водяного пара к максимально возможному при данных условиях , где  - максимально возможное количество пара, которое может находиться в газе при данной температуре.

Относительная влажность может быть также определена как отношение парциального давления  водяного пара в газе к давлению  насыщенного пара при той же температуре: .

Газ считается насыщенным водяными парами, если парциальное давление находящихся в нем паров при данной температуре равно давлению насыщенного водяного пара, т. е насыщение = 1. Наибольшая температура, при которой газ насыщается водяными парами и образуются капли влаги, называется точкой росы данного газа при заданном давлении.

Смеси газов

Природные газы представляют собой смесь газов с подавляющим содержанием метана. Для термодинамических и гидравлических расчетов необходимо определять свойства смеси газов по характеристикам индивидуальных составляющих.

Массовой концентрацией  компонента  смеси газов называется отношение количества этого компонента в единицах массы  к количеству смеси :   .

Количество смеси равно сумме количеств отдельных газов:  .

Молярной концентрацией  компонента  называется отношение числа киломолей компонента  к числу киломолей смеси :  , где  - масса газа в килограмме, численно равная относительной молекулярной массе.

Сумма числа киломолей всех компонентов смеси газов равна числу киломолей смеси   .

Сумма молярных концентраций всех компонентов смеси газа равна единице:

.

Средняя молекулярная масса смеси  есть отношение количества смеси в единицах массы к числу молей смеси:

.

Таким образом, средняя молекулярная масса смеси газов равна сумме произведений относительной молекулярной массы на молярную концентрацию компонента:    

.

Средняя молекулярная масса смеси газов выражается через массовую концентрацию и относительную молекулярную массу компонентов.

Массовые и молярные концентрации находятся в следующих соотношениях:

;

.

Объемной концентрацией  называется отношение объема компонента при давлении и температура смеси газа к объему смеси :   

Молярные концентрации компонентов смесей идеальных газов тождественны объемным концентрациям.

Объемные концентрации компонентов смеси газов

,

где  - парциальное давление газа;  - давление смеси.    

Таблица 1.5

Минимальное количество кислорода или воздуха, необходимое для полного сгорания газов, и продукты сгорания (в м  на 1 м)

Примечание. Воздух с содержанием 21 % О и 79 % N.

Температура пламени при горении газа в смеси с воздухом и кислородом приведена в табл. 1.6.

 Таблица 1.6

Наивысшая температура пламени различных газов

При постепенном уменьшении или увеличении концентрации горючих компонентов в газовоздушной смеси достигается такая низшая или высшая их концентрация, при которой может происходить реакция горения. Высший и низший концентрационные пределы взрываемости газов в смеси с воздухом приведены в табл. 1.7.

Таблица 1.7

Концентрационные пределы взрываемости газов в смеси с воздухом при температуре окружающей среды 20 °С и 0,1013 МПа

Концентрационный предел взрываемости смеси газов

,

где  - низший (высший) предел взрываемости смеси газов;  - объемные концентрации газов в смеси; - низший (высший) предел взрываемости каждого отдельного газа.

Газопроводы и аппараты после ремонта, а также вновь вводимые в эксплуатацию отводы продувают газом для вытеснения из них воздуха. Газ подается в газопровод осторожно с давлением менее 0,1 МПа. Для определения момента окончания вытеснения воздуха отбирают пробу газовоздушной смеси, после чего определяют содержание в ней кислорода. Вытеснение воздуха считается законченным, когда содержание кислорода в газе менее 1 %.

Для газа, пределы взрываемости которого равны 5-15 %, опасная концентрация кислорода составляет 17,8-20 % (табл. 1.8).

Таблица 1.8

Концентрация газа в газовоздушной смеси в зависимости от содержания кислорода

 Таблица 2.1

Технические показатели магистральных газопроводов с КС, оснащенных различными газоперекачивающими агрегатами (ГПА)

Примечания: 1. Пропускная способность газопроводов определена при средней температуре транспортируемого газа = 40 °С и коэффициенте использования мощности газопровода =0,9, 2. Звездочкой отмечены варианты оснащения КС, которые учтены в комплексной стоимости 1 км магистрального газопровода.

Удельные капитальные вложения в строительство 1 км газопровода представлены в табл. 2.2, суммарных затрат на сооружение КС - в табл. 2.3.

 Таблица 2.2

Удельные капитальные вложения (в тыс. руб.) в строительство 1 км магистральных газопроводов

Примечание. В числителе приведены показатели (в тыс. руб.) для первой нитки газопровода, в знаменателе - для второй и последующей.

 Таблица 2.3

Капитальные вложения при сооружении КС

Примечания: 1. В числителе приведены показатели для первой нитки газопровода, в знаменателе - для второй и последующей. 2. Показатели определены исходя из расстояния между КС 125 км.

 Рис. 3.1. Масляный пылеуловитель:

1 - люк; 2 - указатель уровня; 3 - козырек; 4 - подводящий патрубок; 5 и 9 - перегородки; 6 - контактные трубки; 7 - жалюзийные секции; 8 - выходной патрубок; 10 - дренажные трубки; 11 - подводящий патрубок чистого масла; 12 - дренажная трубка;

 I - промывочная секция; II - осадительная секция; III - отбойная секция

Рис. 3.2. Схема установки очистки масла для пылеуловителей:

1 - аккумулятор масла; 3 - емкости чистого масла; 3 - насос;

4 - емкость грязного масла; 5 - отстойники

Полную очистку пылеуловителя через люк проводят 2-3 раза в год. Пропускную способность масляных пылеуловителей рассчитывают в зависимости от давления и допустимых скоростей в сепарационных узлах. Рекомендуемые скорости в пылеуловителях с жалюзийной скрубберной насадкой следует принимать по табл. 3.1. Приведенным скоростям газа в пылеуловителях соответствует норма уноса солярового масла, равная 25 г на 1000 м очищаемого газа.

 Таблица 3.1

Допустимые скорости газа в сепарационных узлах масляного пылеуловителя с жалюзийной скрубберной секцией

Примечание. Допустимые скорости газа в сепарационных узлах рассчитаны для системы газ - соляровое масло при температуре газа 293 К. Коэффициент сжимаемости равен единице.

Пропускная способность пылеуловителя

;

где  и  - пропускная способность пылеуловителя соответственно при 0 °С и 0,1013 МПа и при 20 °С и 0,1013 МПа, м /сут;  - внутренний диаметр пылеуловителя, м; - рабочее давление в пылеуловителе, МПа;  - температура газа в пылеуловителе, К;  - плотность масла, кг/м;  - плотность газа, кг/м.

На рис 3.3 изображена зависимость пропускной способности пылеуловителей от их диаметра и давления газа. Техническая характеристика масляных пылеуловителей приведена в табл. 3.2.

Рис. 3.3. Зависимость пропускной способности  масляных пылеуловителей от их диаметра  и давления газа

Таблица 3.2

Техническая характеристика масляных пылеуловителей

Циклонные сепараторы применяют на газовых промыслах для очистки газа от механических примесей, грязи и конденсата, а также на магистральных газопроводах. Циклонные сепараторы выпускают с подогревателями и без них на условные давления 6, 4, 10 и 20 МПа и с условными проходами 80, 100, 150 и 200 мм. Сепараторы с подогревателями применяют исключительно на газовых промыслах.

Для очистки транспортируемого газа от механических примесей на КС в основном используют циклонные пылеуловители ГП604.01 (типа 144 в блочном исполнении). По условиям проекта пылеуловителя массовая концентрация жидкости в составе газа не более 1 г/м. Средний ресурс до капитального ремонта 60 тыс. ч.

График зависимости пропускной способности центробежного пылеуловителя типа ГП604.01 от давления при различных перепадах давления на аппарате блока изображен на рис. 3.4.

Рис. 3.4. Зависимость пропускной способности  центробежного пылеуловителя типа ГП604.01 от давления  при различных перепадах давления   на аппарате блока

Техническая характеристика пылеуловителя ГП604

Рис 3.5. Зависимость максимального содержания влаги  в газе (при полном насыщении)

от давления  и температуры  газа

Максимальное содержание влаги (при полном насыщении) зависит от состава газа, возрастая с увеличением содержания тяжелых углеводородов, сероводорода и углекислого газа и снижаясь с повышением содержания азота.

Условия образования гидратов природных газов с различной относительной плотностью можно определить по графику (рис. 3.6), на котором слева от каждой линии находится зона с гидратами, справа - зона без гидратов. Присутствие азота, сероводорода и углекислого газа повышает температуру гидратообразования.

Рис. 3.6. График гидратообразования для природных газов с различной

относительной плотностью

Зону возможного гидратообразования в газопроводе длиной  находят следующим образом. Определяют температуру газа  , давление , температуру гидратообразования  и точку росы. Полученные значения наносят на график (рис. 3.7). Участок, на котором температура газа ниже кривой гидратообразования, представляет собой зону возможного гидратообразования (на рис. 3.7 заштрихована). Точка росы определяется обычно путем охлаждения газа до температуры конденсации водяных паров. Гидраты, образующиеся в скважинах, шлейфах, газопроводах или аппаратах, разрушаются при снижении давления или увеличении температуры в системе в том месте, где произошло образование гидратов, а также при вводе метилового, этилового и пропилового спиртов, гликолей, аммиака и хлористого кальция. Аммиак применяют редко, так как он реагирует с углекислым газом, который содержится в природном газе, и образует осадок углекислого аммония, забивающего запорную арматуру.

Рис. 3.7. График изменения температуры и давления и зона образования

гидратов в магистральном газопроводе

Необходимое количество метанола рассчитывают следующим образом.

1. Определяют количество воды, выделившейся из газа за сутки, , где  и - содержание влаги при температуре точки росы  и фактической температуре  газа в газопроводе (см. рис. 3.5);   - расход газа.

2. По заданным параметрам газа, давлению и относительной плотности определяют температуру образования гидратов  (см. рис. 3.6). Требуемое снижение точки росы  по углеводородам рассчитывают по формуле .

3. По графику (рис. 3.8) определяют минимальное содержание метанола в жидкости  для температуры .

Рис. 3.8. График понижения точки замерзания жидкости в зависимости

от содержания метанола

4. Находят отношение содержания метанола в парах к его содержанию в жидкости  по графику рис. 3.9.

Рис. 3.9. График содержания метанола в паровой и жидкой фазах в зависимости

от давления  и температуры  газа

5. Рассчитывают концентрацию метанола в газе .

6. Определяют количество метанола, необходимое для насыщения жидкости, .

7. Определяют количество метанола, необходимое для насыщения газа, .

8. Находят общий расход метанола

Пример 3.1. Определить количество метанола, необходимое для предотвращения образования гидратов, при следующих условиях: пропускная способность газопровода = 30 млн.м/cyт; среднее давление = 3,8 МПа; относительная плотность по воздуху  = 0,6; температура насыщения газа парами воды = 305 К; минимальная температура газа в газопроводе  = -2 °С.

Решение

1. Количество воды, выделившейся из газа за сутки при охлаждении от 32 до -2 °С: =(1 - 0,15) 30·10 = 25,5· 10 г/сут.

2. Температура образования гидратов и необходимое снижение точки росы соответственно:  = 12 °С и  = 12- (-2)= 14°С.

3. Содержание метанола в жидкости (см. рис. 3.8) = 26%.

4. Отношение содержания метанола в газе и воде (см. рис. 3.9) = 0,016%.

5. Концентрация метанола в газе = 26·0,016 = 0,416 г/м.

6. Количество метанола, необходимое для насыщения жидкости

 г/сут.

7. Количество метанола, необходимое для насыщения газа,    

г/сут.

8. Общий расход метанола

 т/сут.

Преимущества жидких поглотителей по сравнению с твердыми сорбентами заключаются в следующем: низкие перепады давления в системе очистки; возможность очистки газов, в которых содержатся вещества, отравляющие твердые сорбенты; меньшие капитальные вложения и эксплуатационные расходы. Однако степень осушки при использовании жидких поглотителей меньше, чем при использовании твердых сорбентов, а температура осушаемого газа должна быть выше 0 °С, кроме того, при наличии в осушаемом газе некоторых тяжелых углеводородов происходит вспенивание поглотителей.

Для осушки газа на промышленных установках применяют силикагель (наиболее распространенный осушитель), алюмогель, активированный боксит (флорид) и молекулярные сита.

Установки адсорбционной осушки имеют 2-4 адсорбера. Полный цикл процесса осушки твердыми поглотителями состоит из трех последовательных стадий: адсорбции продолжительностью 12-20 ч; регенерации адсорбента в течение 4-6 ч и охлаждения адсорбента в течение 1-2 ч.

Газ после сепаратора 1 (рис. 3.10), где происходит его очистка от механических примесей, капельной влаги и жидких углеводородов, поступает в адсорбер с регенерированным осушителем. Адсорбент поглощает влагу, содержащуюся в газе, после чего очищенный газ из адсорбера направляется в магистральный газопровод. Часть сырого отсепарированного газа подается в подогреватель, а затем в адсорбер с увлажненным осушителем для регенерации. Горячий газ после регенерации осушителя охлаждают и направляют в сепаратор для отделения влаги, удаленной из осушителя и выделившейся при охлаждении газа. После отделения влаги газ сливается с основным потоком сырого газа и направляется на осушку. Охлаждение адсорбента проводят холодным осушенным газом.

Рис. 3.10. Технологическая схема осушки газа твердыми поглотителями:

1 - сепаратор; 2 и 7 - слив воды; 3 - подогреватель; 4 и 5 - адсорберы; 6 - сепаратор; 8 - теплообменник;

I - влажный газ; II - осушенный газ; III - обводная линия

В установках с адсорбционным процессом достигается весьма низкая точка росы (-40 °С и ниже).

Количество адсорбента, необходимое для осушки газа

,                               (3.1)

где  - количество поступающего на осушку газа, приведенного к 20 °С и 0,1013 МПа, м/сут; - содержание влаги соответственно во влажном и осушенном газе, кг/м;  - продолжительность поглощения, ч; = 0,040,05 активность адсорбента.

Пример 3.2. Определить количество адсорбента, необходимое при 12-часовом цикле работы для осушки 1000000 м /сут газа, относительная плотность которого равна 0,6, температура 15 °С, абсолютное давление 6 МПа. Требуемая точка росы осушенного газа -20 °С, поглотительная способность адсорбента составляет 4 %.

Решение

По графику (см. рис. 3.5) определяют: влагосодержание влажного газа = 0,35 г/м = 0,00035 кг/м;

влагосодержание осушенного газа: = 0,017 г/м = 0,000017 кг/м.

Количество адсорбента при 12-часовом цикле

= 3787,5 кг.

Свойства химически чистых гликолей приведены в табл. 3.3, а технические условия на товарные гликоли, выпускаемые отечественной промышленностью, - в табл. 3.4.    

Таблица 3.3

Свойства химически чистых гликолей

 Таблица 3.4

Технические условия на товарные гликоли, выпускаемые отечественной промышленностью

При осушке газа жидкими поглотителями (рис. 3.11) газ, освобожденный от капельной влаги в нижней скрубберной секции абсорбера, осушается раствором гликоля. Осушенный газ проходит верхнюю скрубберную секцию, где от него отделяются капли унесенного раствора гликоля, и поступает в газопровод. Насыщенный влагой раствор гликоля подвергается регенерации в десорбере.

Рис. 3.11. Технологическая схема осушки газа жидкими поглотителями:

1 - абсорбер; 3 - выветриватель; 3 - отпарная колонна (десорбер); 4 - теплообменник; 5 - кипятильник;

6 - холодильник; 7 - промежуточная емкость; 8 - насос; I - сырой газ; II - осушенный газ; III - газы выветривания:

IV - водяной пар; V - регенерированный абсорбент; VI - свежий абсорбент; VII - гаэовый конденсат

В промышленности приходится иметь дело с водными растворами гликолей (рис. 3.12).

Рис. 3.12. Зависимость точки росы  осушенного газа от температуры контакта  

и концентрации  растворов ТЭГ () и ДЭГ ()

Количество свежего раствора поглотителя, необходимого для осушки газа до заданной точки росы, определяют по формуле , где  - количество извлекаемой из газа влаги;  и  - массовая доля гликоля соответственно в свежем и насыщенном растворах.

На практике разность между концентрациями свежего и насыщенного растворов принимают равной 3-4%.

Пример 3.3. Определить количество циркулирующего раствора ДЭГ, необходимого для осушки 50000 м/ч газа, относительная плотность которого равна 0,6; температура контакта 25 °С; газ находится в стадии насыщения водяными парами; давление 5 МПа; точка росы осушенного газа должна быть -5 °С, концентрация свежего ДЭГ на 3% выше концентрации насыщения раствора, содержание влаги в осушенном газе 0,1 г/м.

Решение

1. Определяем количество извлекаемой из газа влаги. По графику (см. рис. 3.5) содержание влаги во влажном газе равно 0,6 г/м, тогда

 кг/ч.

2. По графику (см. рис. 3.12) концентрация раствора ДЭГ, способного снизить точку росы с 25 до -5 °С, равна 96 %.

3. Насыщенный раствор имеет концентрацию 96 - 3 =93%.

4. Количество свежего раствора ДЭГ

 кг/ч.

5. Плотность химически чистого ДЭГ равна 1118 кг/м, а плотность свежего 96 %-го водного раствора составляет 0,96·1118 + 0,04·1000 = 1113 кг/м.

6. Объем циркулирующего раствора 775/1113 = 0,695 м/ч.

7. В пересчете на 1 кг извлекаемой воды приходится свежего раствора 0,695/25 = 0,028 м/кг.

На промышленных установках осушки газа расход циркулирующего раствора составляет 0,03-0,05 м/кг извлекаемой воды.

Конденсат из сепараторов собирается в емкости выветривания, в которой поддерживается давление 1,5-3 МПа, а насыщенный гликоль подается на регенерацию.

Значения точек росы влажных углеводородных газов приведены в табл. 3.5.

Таблица 3.5

Значения точек росы (в °С) влажных природных углеводородных газов