Газ құбырының тиімді параметрлері

Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 33 бет
Таңдаулыға:

Мазмұны
Кіріспе
I. ТАРАУ. ТҰРҒЫН ҮЙДІ ГАЗБЕН ЖАБДЫҚТАУ ЖҮЙЕЛЕРІ ТУРАЛЫ ЖАЛПЫ МӘЛІМЕТТЕР
1.1 Жеке тұрғын үйді газбен жабдықтауға қолданылатын жанғыш газдар
1.2 Газ құбырларының құрылымы мен қолданбалы аспаптары
1.3 Табиғи, ілеспе газдар және оларды өңдеу мен тазалау әдістері
ІІ ТАРАУ. ҚАЛАДАҒЫ ГАЗ ТАРАТУ ЖЕЛІЛЕРІ
2.1 Қалалық газ құбырларының бөлінуі
2.2 Газ тарату желілерін пайдалану
2.3 Газ реттеу орындарын және қондырғыларын орналастыру
2.4 Техникалық жағынан ғимараттардағы газ жүйелері дұрыс пайдалану ережесі
ІII. ТАРАУ. ТҰРҒЫН ҮЙ ҚОРЫН ГАЗБЕН ЖАБДЫҚТАУ
3.1 Жеке тұрғын үйдің негізгі параметрлері
3.2 Тұрғын үйдегі газ шығынын анықтау
3.3 Төменгі қысымдағы газ желілерін гидравликалық есептеу
3.4 Газбен қамтамасыз ету жүйесінің схемасы
Қорытынды
Қосымшалар
Пайдаланған әдебиеттер тізімі

Кіріспе

Инженерлік жүйелер бұл технологиялық кешендер, желілер мен жабдыктар, елді мекендер мен өнеркәсіптерді электр және жылу энергиялармен, газбен қамту және кәріздендіру, сумен қатар байланыс жүйелерімен қамтамасыз етеді. Бұл желілерді қолайлы және қазіргі заманға сай биік деңгейдегі ғимараттар құрылыстарына кедергісіз оңай тасымалдауға мүмкіндік жасайды. Сонымен қатар санитарлық- гигиеналық талаптарға жауап береді. Инженерлік желілер мен жүйелер үлкен экономикалық және әлеуметтік мәндерге ие.
Жұмыстың мақсаты - теориялық және есептеулер жүргізу арқылы тұрғын үйді газбен қамту жүйесін толығымен меңгеру. Сонымен қатар әр түрлі газдарды үнемді пайдалануы. Отынның түрлері мен сипаттамалары, қалалық газ құбырларының бөлінуі, қаладағы тұтынушыларға қажетті газдың шығынын анықтау, газ реттеу орындарының, қондырғылардың орналастырылуы және құрал-жабдықтарының атқаратын жұмыстарын, жану теориясының негіздерін, отынды өндірісте жағуды ұйымдастыру және газ желілерін пайдалану.
Зерттеудің міндеттері: газ тарату жүйелерін жобалау және пайдалану. Газды халық шаруашылығында қолданылуы жаңа әрі қиын мәселелерді қарастыру. Оларды шешу үшін автоматика жүйелері мен электронды есептеу әдістерін игеру өте қажет. Газдың төменгі, жоғары (орташа) қысымдағы желілеріне гидравликалық есептеу әдісі және есептеулер жүргізілуін білу. Газдың жану құбылысының теориялық негіздері келтірілтіру. Тұрғын үйлерді газбен қамтамасыз ету, ондағы құбырлардың құрылымы, газ аспаптарын орналастыру және оларға қойылатын талаптар толық менгеру.
Зерттеу пәні - Инженерлік жүйелер, желілер мен жабдықтар.
Жұмыстың зерттеу объектісі - Инженерлік жүйелермен жабдықталған жеке тұрғын үй.
Еліміздегі газ өндіру қазіргі уақытта халық шаруашылығына өте қажет. Газды отын ретінде пайдалану халық тұрмысын жақсартуға, экологиялық және әлеуметтік мәселелерді шешуге көп пайдасын тигізеді. Отындардың ішіндегі ең тиімдісі газды отын.
Газ отынын тиімді пайдалану көптеген қаржыны үнемдеуге әсерін тигізеді. Жылу көздерінің ПӘК-ін жоғарылату, отынды үнемдеу, өнеркәсіптік пештердің тиімділігін арттыру сияқты жетістіктер өндірілетін өнімнің саны мен сапасын жоғарылата түседі.
Соңғы жылдары қарқынды түрде газ өндірісі дамуда және оның негізінде ауылдық мекемелерде, қалаларда кең ауқымды газдандыру жүзеге асырылады.
Газдандыру бойынша жұмыстардың кең ауқымды қысымды реттеу және газды шолу үшін газдың қондырғылар негізі болып табылатын көптеген қалалар мен ауылдық мекемелерде жаңа газдың шаруашылығын құруға қажеттілік тудырады. Газдың жүйелері әр түрлі тұтынушыларға газды беру үшін құбырлардың күрделі инженерлік жүйесін құрайды.
I. ТАРАУ. Тұрғын үйді газбен жабдықтау жүйелері туралы жалпы мәліметтер
1.1 Жеке тұрғын үйді газбен жабдықтауға қолданылатын жанғыш газдар

Газбен қамтамасыз ету тәжірибесінде химиялық құрамы, физикалық маңызы және алынатын орны болуы қарапайым немесе табиғи не жасанды, сұйық және қатты отыннан өңделетін болып бөлінеді.
Тұтынушыларға берілетін газ тәріздес отындар жанғыш, жанбайтын газдар және тағы басқа да қоспалардан құралады. Өндірілуіне байланысты жанғыш газдар табиғи және жасанды болып бөлінеді. Табиғи газдар газ күйінде сақталып, тасымалданады. Бұл газдар көмірсутек тобына жатады. Сонымен қатар көмірсутек тобына сұйытылған газдар да кіреді. Сұйытылған газдар газшықтану кендері мен мұнай кендерінен өндіріледі. Сұйытылған газдар қалыпты жағдайда газ күйінде болады, дәл осы температурада қысым жоғарыласа, сұйық күйге өтуімен ерекшеленеді. Сондықтан да оларды тұрмыстық қажеттіліктерде көп қолданады.
Жасанды газдар көбіне қатты отындарды жылумен өңдеу арқасында алынады. Мұндай газдарды құрғақ және генераторлық деп айтады. Жасанды газдардың төменгі жану жылулығы аз мөлшерде және құрамында зиянды қоспалар (көміртек оксиді) болғандықтан өте сирек қолданылады.
Көмірсутек, сутегі, көміртек оксиді - газ тәріздес отындардың құрамындағы жанғыш газдар. Ал жанбайтын газдарға азот, екі валентті көміртек оксиді және оттегі жатады. Сонымен қатар газ тәріздес отындар құрамында дымқыл бу, көмірсутек пен тозаңдар кездеседі.
Газ қолданбастан бұрын зиянды қоспалардан тазартылады. Зиянды қоспалардың 100м3 газдағы мөлшері төмендегі көрсеткіштерден аспауы керек, грамм: көмірсутек-2, аммиак-2, синиль қышқылына шаққандағы қоспалар HCN-5, смола және тозаң-0,1, нафталин қыста-10 және жазда-5 (Мемлекеттік стандарт 45542-78). Аммиак, синиль қышқылы және нафталин табиғи газдарда кездеспейді.
Алыс жерлерге тасымалданатын газдарды құрғату керек. Көптеген жасанды газдар иісті болып келеді. Табиғи газдар иіссіз болады. Сондықтан да оларды ауада ажырату үшін иістендіреді. Иістендіргіш зат - этилмеркаптан (C2H5SH). Қалалық газ жүйелеріне этилмеркаптанның орташа мөлшері 16 г газдың 1000м3.
Табиғи газдардың иісі оның ауадағы мөлшері 1%-ға жеткенде сезілуі тиіс. Оттегі мөлшері газ құрамында 1%-дан аспауы керек. Газ құрамындағы зиянды қоспаларға көмірсутек, дымқыл бу және көміртек оксиді жатады. Бұлардан келетін зияндар - тоттану мен кристаллогидраттардың пайда болуы.
Табиғи газдар
Тұтынушыларды газбен жабдықтау үшін табиғи газдар көптен қолданылады. Бұл газдар жер қабатынан өндіріледі. Олар метан қатарындағы көмірсутек қоспаларынан құралады. Табиғи газдар таза газдың орнындағы скважинадан алынады. Таза газдың орындарынан алынатын газдар аздаған мөлшердей көмірсутегі және метаннан тұрады. Мұнайлы орындардан алынатын газдарда метанмен қатар ауыр көмірсутегілер саны бар (пропан және бутан). Табиғи газ иіссіз болып келеді, сондықтан да жүйеге өткізуге дейін оған аздаған мөлшерде органикалық заттарды қосады, шатыспай табуға мүмкіндік береді. Табиғи газдар құрамында сутегі, көмірсутек оксиді және оттегі кездеспейді. Кейбір газ кендерінде аз мөлшерде күкіртсутек кездеседі.
Табиғи газдарды мынандай үш топқа бөлуге болады:
1. Таза газ кендерінен өндірілетін газдар. Олардың құрамында көбінесе метан кездеседі.
2. Мұнай кендерде мұнаймен бірге өндірілетін газдар. Бұл газдарда метаннан басқа да көмірсутекті газдар кездеседі.
3. Шықтану кендерінде өндірілетін газдар. Бұлар құрғақ газдар мен қысымның төмендеуіне байланысты шықтардан түзілген бұлардың қосындысынан тұрады. Мұнай-газды кеннің сұлбасы 1.1-суретте келтірілген.

1-газ скважинасы;
2-газ;
3-мұнай;
4-су;
5-газға төзімді материал

1.1-сурет. Мұнай-газды кен

Кейбір газдардың құрамы мен қасиеттері 2.1-кестеде көрсетілген. Газдар құрамына қарай ауадан жеңіл немесе ауыр болып келеді. Газбензинді зауыттарда мұнаймен бірге өндірілетін газдардан газды бензин, пропан-бутан қосындыларын ажыратып алады. Сонан соң оларды сұйытылған күйде тұтынушыларға таратады.
2.1-кесте
Техникалық сұйытылған газдар құрамына кіретін көмірсутектердің физико-химиялық қасиеттері
№

Газ
Химиялық өрнегі
Шекті көрсеткіштер
Қаныққан булары-
ның қысымы
Қайнау температурасы, °С

Темпера турасы, °С

Қысым, МПа

1
Метан
СН4
-82,6
4,6
-
-162,6
2
Пропан
С3Н8
95,7
4,0
0,47
-42,1
3
н-бутан
Н-С4Н10
152,8
3,66
0,12
-0,5
4
этилен
С2Н6
261,3
5,03
4,21
-104

Жасанды газ арнайы газ-бензин зауыттарында өңделеді, сондай-ақ мұнайды өңдеу бірнеше зауыттарда немесе жанама өнім ретінде металлургиялық зауыттарда көмірді жағу арқылы алады. Жанама газдан жергілікті орындардан газбен қамтамасыз ету үшін басты түрде басты жергілікті орындарын газбен қамтамасыз ету үшін басты түрде төмендетілген көмірсутекті газдарды пайдаланылады. Олар пропан (С3Н8),бутан және изобутан (С4Н10) тұрады. Дербес жағдайда қоспаққа пропилен (С3Н6), изопилен (СН) қосылады.
Көмірсутекті газдар мен олардың қоспаларының маңызды қасиетімен орташа температурада және орташа тосын жағдайда сұйық түрге тез өтуін айтуға болады. Қысымды төмендету кезінде газдың қайта газдау жағдайда өтеді. Көмірсутекті фракциялар сұйық жағдайын сақтау және тасымалдау кезінде сұйықтарға тән артықшылыққа ие болады.
Жанама таспа көмір газдардың көбі көп көлемді жоғарғы улылықты көміртекті оксидтен тұрады. Газ құрамында көміртекті оксидтер және басқа улы заттардың болуы қажетсіз, себебі осы пайдалану жұмыстары орындауға қабылданады және үй жайларда газдың аз мөлшерде өтіп келуі уланып қалу қаупін тудырады.

1.2 Газ құбырларының құрылымы мен қолданбалы аспаптары

Тұрғын, қоғамдық және коммуналдық үйлерге газ қалалық желілерден жүргізіледі. Үйлердің газ құбырлары үйге дейінгі тармақтар мен үй ішіндегі құбырлардан тұрады. Бұл құбырларда тек қана төменгі қысымдағы газ тасымалданады. Қоғамдық және коммуналдық үйлерге газ құбырлар дәліздер немесе газ аспаптары орналасқан бөлмелерге енгізіледі.
Біздің жеке тұрғын үйіміздегі газ құбырлары кісілер тұрмайтын бөлмелер арқылы енгізіп, қадағалап тұруға мүмкіншілік жасалынған.
Үйге кіреберістегі құбырларға ажыратқыш тетіктерді орналастырдық. Олар үй сыртында бекітілген. Ажыратқыш тетіктер қолайлы және тез іске қосылатын қалыпта орналастырылып тұр.
Газ тарату құбырларын үй ішінде бірінші қабаттағы қабырғалардың жоғарысымен жүргізілген. Қабырғалардағы тесіктер арқылы өтетін құбырлар болат қорапта жасалып, қораптың ұшы еденнен 3см шығып тұр. Құбырлар қабырғаларға бекітілген. Бекіткіштердің ара қашықтығы құбыр диаметріне байланысты 2,75 метрге 15 мм болатын қабырға арасында 1,5 см қуыс болып орналасқан.

1-сақтандырғыш құбыр;
2-қорап;
3-болат қорап;
4-тығынды кран

1.2.1-сурет. Газ құбырларын үйге енгізу сызбасы

Газды аспаптар тұрғын үйлердің асханада және топкада орналасқан. Сондықтан да асхананың биіктігі 2,75 м, ал көлемі 15 м3 болатын төрт оттықты газ плиталы қондырғысы тұр.
Газды аспаптар орналасқан бөлмелердің терезесінде форточка және желдету жүйесімен (арнайы ауа алмасымын жөндеп тұратын улкен қуыс) жабдықталған.

1.2.2-сурет. Тұрмыстық газ плитасының орналасуы

Газ желісі - жанғыш газды тасымалдауға (жеткізуге) және оны тұтынушыға үлестіруге арналған құбырлар мен түтіктер жүйесі елді мекендерді газбен қамтамасыз ету жүйесінің негізгі құрамдас бөлігі. Газ желісінің газ қоймалары, тұтынушыларға жіберуге арналған газ тарататын газ желісі және газды тікелей үйлер мен ғимараттарға жеткзетін газ желісі болып ажыратылады.
Газ қоймасы - газды сақтау үшін пайдаланылатын табиғи не жасанды резервуар. Ол жер үсті және жер асты газ қоймасы болып ажыратылады. Жер асты газ қоймасы кеуекті тау жұмыстарында немесе берік тау жыныстарының қуысында орналасады. Жер асты газ қоймасының өнеркәсіптік маңызы жоғары. Ол жер үсті газ қоймасына қарағанда қауіпсіздеу болып келеді, әрі оның салынуы әдетте көп есе арзанға түседі. Газ қоймасы тұтынушылардың газды тәуліктік не маусымдық пайдалануының бірқалыптылығын сақтайды. Ол отын мен химиялық шикізаттың қоры болып есептеледі.
Газ құбыры, магистралдық газ құбыры - жанғыш газдардан шығатын жерінен не өндірілетін орыннан алыс қашықтыққа жүздеген және мыңдаған км дейін тасымалдауға арналған құрылыс. Ол төселіп жүргізілуіне қарай жер асты газ құбыры, жер үсті газ құбыры және үйінді үстімен жүргізілетін газ құбыры болып ажыратылады. Газ құбыры кейбір жағдайда үлкен жыраларға салынған темір-бетон не металл эстакада арқылы немесе су қоймаларының түбімен де (дюкер деп аталатын) жүргізіледі. Газ құбырының тиімді параметрлері. Жұмыстық қысымы (5,5 Мпа), компрессор арқылы қамтамасыз етілетін қысымды жоғарылату дәрежесі (1,4 -1,5), көрші компрессор арақашықтығы (шамамен 100-120 км). Оларда газ қысымы тұтынушыларды газбен қамтамасыз ететін қажетті деңгейде төмендейді. Ірі қалалардың маңында жерасты газ қоймалары салынады. Газ тұтынуда жиі болып тұратын тәуліктік бірқалыпсыздық газгольдер арқылы реттеледі. Технологиялық құрылыстары шоғырланған газ құбырының жұмыс тәртібін бақылау және басқару үшін қысым мен газ шығынын қашықтықтан өлшеуді қамтамасыз ететін телеметриялық аппаратуралар, шүмектердің күйлерін анықтайтын телесигналдандыру жүйелері, кототтық қорғаныш станциялары, тағы басқа нысандар пайдаланылады
1.3 Табиғи, ілеспе газдар және оларды өңдеу мен тазалау әдістері

Жер астынан өндірілетін мұнай газдары мен табиғи газдар көптеген көмірсутектер қоспасынан, атап айтқанда метаннан, этаннан, пропаннан, бутаннан, және басқа да көмірсутектерден тұрады. Кейбір газ құрамында көмірсутектерден басқа гелии, азот, көміртегінің қос тотығы, күкіртсутек болуы ықтимал. Газдардың құрамы көп жағдайда метаннан тұрады десек қателеспейміз.
Мұнай газы мен табиғи газ, мұнайхимия мен химия өнеркәсібінің ең негізгі шикізат көзі болып табылады, себебі осы аталған газ құрамынан химия өндірісіне қажетті шикізат этанды алады. Этанды өңдеу барысында этиленді алып, одан пласмасса, этилен оксидін, беттік - активті заттарды және басқа да бағалы затарды өндіреді.
АҚШ елінде этанды өндіру көлемі 40 құрайды. Осы аталған этан, пропан және бутан шикізатын Канаданың батыс өңірінен шығысқа, одан әрі АҚШ - қа тасмалдау үшін, онда 1977 ж. ұзындығы 3 мың километрге созылатын құбыр желісі іске қосылған. Этанның қымбат шикізат болуына байланысты оны мұнай және табиғи газ құрамынан бөліп алып, арнайы жер асты ұңғымаларына қор ретінде сақтап қою мәселесі бірінші орында тұр.
ГӨЗ - да мұнай және табиғи газды өңдеу нәтижесінде 65 пропан алынады. Пропан таза күйінде болсын, болмаса бутанмен қоспа күйінде болсын, кез - келген мұнайхимия өндірісінде, тұрмыстық мақсатта, қозғалтқыш отыны ретінде, ауылшаруашылық өнімдерін кептіруде және тағы басқа мақсаттарға көптеп қолданады. Этан мен пропанан басқа мұнай және табиғи газ құрамында синтетикалық кауучук өндірісі, тұрмыс және қозғалтқыш отыны үшін қажетті қ- бутан, изобутан, қ - пентан, изопентан сияқты көмірсутектер болады.
Табиғи көмірсутекті газдарды өңдеудің физикалық әдістері
Табиғи және мұнайға серік көмірсутек газдары отын және мұнай химиясының шикізатын өндіруде өте құнды шикізаттарға жатады. Табиғи жанғыш газдар метан қатарының көмірсутектер қоспасы болып табылады. Кейбір кен орындар газдары құрамында күкіртсутек және СО2 сияқты қышқыл компоненттер, азот, оттегі, сирек газдар - гелий мен аргон, және барлық табиғи газдар серігі - су булары болады. Табиғи газдар құрамына кіретін көмірсутектерді шартты түрде үш топқа бөлуге болады:
I топқа - метан мен этан кіреді. Олар қалыпты жағдайда құрғақ газ болады, олар 60-95%-ды құрайды.
II топқа - пропан, і-бутан және п-бутан кіреді. Бұл көмірсутектер таза күйінде және қалыпты жағдайларда газ болады, ал жоғары қысымдарда сұйық күйге ауысады. Көмірсутектердің бұл тобы сұйытылған газдар деп аталады.
III топқа - п-пентан, п-пентан, гексан және неғұрлым жоғары молекулалы көмірсутектер жатады. Қалыпты жағдайларда бұл көмірсутектер - сұйықтықтар және олар бензиндердің құрамына кіреді.
Бұл газдарды алғашқы өңдеудің негізгі өнімдері - газды бензин, сұйытылған және құрғақ газдар, техникалық жеке көмірсутектер: пропан,бутан, пентан. Газдарды өңдеудің негізгі мақсаты - бастапқы газ құрамынан қышқыл компоненттерді және ылғалды, ал содан кейін осы газдан II және III топ көмірсутектерін бөлу болып табылады. Өнімдердің сапасын арттыру және газ өңдеу зауыттарының құрал-жабдықтарын пайдалану жағдайларын жақсарту мақсатында көмірсутектік газдарды механикалық қоспалардан алдын-ала тазалайды, құрғатады және одан кейін күкіртсутектен және СО2 - ден тазалайды.
Механикалық қоспалардан тазалау. Механикалық қоспалардан тазалауды негізінен механикалық құралдар көмегімен іске асырады. Газ тазалауды құрғақ және ылғалды әдістерге бөледі. Құрғақ тазалауда құрғақ шаңұстатқыштар қолданылады: циклондар, тұндырғыш аппараттар жәнеэлектрофильтрлер.
Циклондардың әсері, ортадан тепкіш күшті, ластанған газды жоғары жылдамдықпен аппаратқа жанама жолмен енгізудің нәтижесінде және оның одан әрі қозғалысы бұранда түрінде болған жағдайда пайдалануға негізделген. Тозаң ортадан тепкіш күштің әсерімен қабырғасына лақтырылып төменгі саңылау арқылы бункерге түседі, ал тазаланған газ ағымы циклонның орталық құбыры арқылы шығарылады. Тазалу коффициенті тозаң бөлшектерінің мөлшеріне және циклон диаметріне байланысты. Ортадан тепкіш күш, циклон диаметрі аз болған сайын көп әсер етеді. Тазалуға қажетті газ мөлшері көп болған сайын 4 немесе 8 - ден тұратын циклондар топтарын, сандары оннан жүзге дейін жететін батарея типтес бір агрегатқа жиынтығын пайдаланады. Газды тозаңнан тазалаудың ең тиімді әдісі электр сүзгіште тазалау болып саналады. Олардың әсері газды иондандыруға, яғни оның молекуласының оң және теріс иондарға ыдырауына, қарама-қарсы зарядталған электродтарға қозғалуына негізделген. Электродтар арасында потенциалдар айырмашылығының бірнеше мың вольтке дейін өсуімен иондар мен электрондар кинетикалық энергиясының күрт көтерілуінің нәтижесінде олар кездескен молекулаларды иондарға ыдыратады да газ толық ионданады. Мұндай жағдайда өткізгіш айналасында газдың әлсіз жарық шығаруы байқалады. Электродпен бірдей белгідегі иондар басқа тұндырғыш, (+) полюспен қосылған электродқа жылжиды. Тозаңдалған газдағы (-) иондар жылжығанда тозаңға зарядын беріп, оларды тұндырғаш электродтарға бағыттайды. Шаң бөлшегі өзінің зарядын тұндырғаш электродтарға береді және өзінің салмағының әсерінен шөгеді немесе сілкуден лақтырылады. Электрсүзгіштер жоғары кернеулі (40-70кВ) тұрақты электр тоғымен істейді. Тозаңның тоқ өткізгіштігін көтеру және оның тұнуын жақсарту мақсатында газды ылғалдайды. Түтік және пластинка тәрізді электрсүзгіштер бар. Газдың булардағы тазалану дәрежесі 80-98% дейін жетеді. Ылғал газды тазалау тозаңдалған газ ағымының сұйықтықпен (минералды май) тығыз контактта болуына негізделген. Мұнда қатты бөлшектер сұйықтықпен ұсталады. Ылғал газды тазалауды жүргізу үшін скрубберлер, ылғалды циклондар және т.б. қолданылады.
Газдарды өңдеуге даярлау
Газдарды кептіру. Газдағы су буларының мөлшері мұнай сепарациясының температурасы мен қысымына байланысты. Температура мен қысымның берілген мәндерінде газ көлемі бірлігінде су буларының мөлшері шекті мөлшерден артық бола алмайды. Егер су буының мөлшері максимал болатын газ температурасын төмендетсе, олардың бір бөлігі конденсацияланады. Газдағы немесе ауадағы су буларының конденсациясы өтетін температура шық нүктесі деп аталады. Демек шық нүктесі берілген қысымдағы газдағы су буларының максимал мөлшеріне сәйкес келеді. Газ ылғалдылығы абсолюттік және салыстырмалы болып бөлінеді.
Газдың абсолюттік ылғалдылығы - бұл көлем бірлігіндегі (гм3) немесе газдың масса бірлігіндегі (гкг) су буларының массасы.
Салыстырмалы ылғалдылық - бұл газ қоспасында бар су буының массасының берілген газ көлемінде сол температура мен қысымда болуы мүмкін қаныққан су буы массасына қатынасы. Салыстырмалы ылғалдылық % немесе бірлік үлестермен өлшенеді.
Көмірсутектік газдар гидраттарының түзілу шарттары. Егер берілген шарттарда су буларымен қаныққан газды салқындатса немесе изотермиялық сықса, одан су бөлінеді. Температуралар мен қысымдардың белгілі бір қатынастарында бөлінетін су газбен әрекеттесе отырып гидраттар - ақ кристалл зат, түзілу шарттарына байланысты мұз немесе қарға ұқсас, түзеді. Гидраттардың негізгі торы су молекулаларынан тұрады, ал молекулааралық кеңістіктерде торлар формасындағы каналдар мен қабаттар көмірсутектік газдар молекулаларымен толтырылған. Табиғи газдар компоненттері гидраттарының формулалары СН4·6Н2О; С2Н6·8Н2О; С3Н8·17Н2О; п-С4Н10·17Н2О; Н2S·6Н2О; N2·Н2О; СО2·Н2О. Газдар гидраттарының бұл формулалары идеал жағдайларға сәйкес келеді, яғни гидраттық тордың ірі және кіші кеңістіктері 100%-ға толған жағдайларға сәйкес келеді. Көмірсутектік газдар гидраттарында сулық торлардың ірі кеңістіктері сұйық пропанмен және п-бутанмен, ал кіші кеңістіктері - метанмен, этанмен, азотпен, Н2S-пен, СО2-мен толтырылған болады.
Ылғал газ тасымалданатын құбырлар немесе аппараттарда гидраттар түзілуі тек қана белгілі бір температуралар мен қысымдар қатынасында және бос су болған жағдайда ғана мүмкін. Гидраттар кристалдар тәріздес өседі және құбырларда, табақшалар саңылауларында және вентильде тығындар түзеді. Гидраттар түзілуінің алдын алу үшін арнайы ингибиторлар - спирттер мен гликольдер қолданылады. Неғұрлым кең тараған ингибитор метанол болып табылады. Метил спирті - метанол (химиялық формуласы СН3ОН, молекулалық массасы 32,04) түссіз мөлдір сұйықтық, өткір иісті, механикалық қоспасы жоқ. Метанол - тез әсер етуші у, суда кез келген қатынастарда араласады. Қайнау температурасы 164,6[о]С, қату температурасы -97,1[о]С, ρ15(100%)=791кгм3.
Газ ағынына енгізілген метанол су буларын сіңіреді және оларды төмен қату температуралы спиртті-сулы ерітіндіге айналдырады. Сонымен қатар гидраттар түзілу температурасы да төмендейді. Гидраттармен әрекеттесе отырып метанол оны бұзады. Түзілген спиртті-сулы ерітінді газ ағынымен арнайы тұндырғыштардың (дрипптер) төменгі нүктелерінде жиналады да атмосфераға лақтырылады. Газдардан бөлінетін ылғал мен қаныққан гликольдер сепараторларда бөлініп, регенерацияға ұшыратылады. Гидраттармен күресудің эффективті тәсілі - газды кептіру. Кептіру кезінде ылғал мөлшері күрт азаяды. Кептірілген газдың шық нүктесі газды бензинсіздендіру немесе тасымалдау процесінің ең төмен жұмысшы температурасынан 5-7оС-ге төмен болуы керек. Газды кептіру гидрат түзілуін болдырмайды, құбырлардағы гидравликалық жоғалтуларды төмендетеді және оның өткізгіштік қабілеті қажетті деңгейде сақталады, коррозия процесі тежеледі.
Газдарды кептірудің бірнеше әдісі бар. Олар газ көлемінің үлкеюіндегі дроссель эффектісіне, көлемінің үлкеюіндегі сыртқы әсерді пайдалануға, антифризді бүркуге, газдан сұйық немесе қатты сіңіргіштер ылғалды сіңдіруге және т.б. негізделген. Газдарды кептірудің сұйық және қатты сіңіргіштермен жүргізу әдістері кең тараған. Көмірсутекті газдарды сұйық сіңіргіштерді қолданып кептіру абсорбциялық процеске жатады, яғни су буының еріткіштермен сіңірілуі. Алғашқы кезде отын газын кептіруге глицерин (1929ж.), одан кейін (1936ж.) осы мақсатта диэтиленгликоль (ДЭГ) және үшэтиленгликоль (ТЭГ) және хлорлы кальций ерітіндісі қолданыла бастады. Газды сұйық сіңіргіштермен кептіру процесі абсорбция және қатты сіңіргіштермен газдарды кептіру адсорбция құбылысына жатады.
Сұйық сіңіргіштермен газ кептіру. Бұл тәсіл өндірісте кең тараған. Бұл тәсілдің артықшылықтары: неғұрлым салыстырмалы төмен капиталдық салымдар және эксплуатациялық шығындар, кептіру жүйесінде газ қысымы ауытқуларының төмендігі, процесс үздіксіздігі. Кемшіліктері: шық нүктесін аз төмендету; газ құрамында жеңіл көмірсутектік сұйықтықтар болған жағдайда гликольдердің көбіктенуі. Гликольдер қолданумен жұмыс істейтін газ кептіру қондырғылары екі типті болады: абсорбциялық қондырғылар және гликольді газ ағынына енгізу қондырғылары. ДЭГ немесе ТЭГ абсорбциялық кептіру кезінде газ (сурет 3.1) абсорбердің (1) төменгі - скрубберлік бөлігіне келіп түседі, онда ол көмірсутектік конденсаттың және судың қалқымалы бөлшектерінен босатылады. Содан кейін бітеу табақшаның ортаңғы құбыры арқылы өтіп жоғарғы жақтан ағып жатқан ДЭГ немесе ТЭГ сіңіргішінің сулы ерітіндісімен әрекеттеседі. Барботажды табақшаларда, абсорбер конструкциясына байланысты 5-12 табақша болуы мүмкін, газ табақшадан табақшаға көтеріліп кептіріледі де колоннаның скрубберлік бөлігіне келіп түседі. Онда ағынмен әкетілген сіңіргіш тамшылары ұсталады. Абсорбердің жоғарғы жағынан кептірілген газ шығарылады да өңдеуге жіберіледі. Төмен қарай аға отырып (табақшадан табақшаға) сіңіргіш ерітіндісі сумен қанығады да бітеу табақшада жиналып колоннадан регенерацияға шығарылады. Абсорберден шыққан абсорбент жылуалмастырғыш, желдеткіштен (выветриватель), онда сіңген газдар бөлінеді, екінші жылуалмастырғыштан өтіп, қайнау температурасына жақын температурада буландыру колоннасына - десорберге беріледі. Десорберде сіңіргіш ерітіндісінен су булары айдалады. Газдар мен су булары колоннаның үстіңгі бөлігінен атмосфераға лақтырылады. Кейде су буларын конденсациялап колоннаның жоғарғы табақшасына суландыру ретінде қайтарады.__ Буландыру колоннасында 10-16 ректификациялық (қалпақты немесе клапанды типті) және бір бітеу табақша болады. Бітеу табақша төменгі ректификациялық табақшадан 0,6-1,0м төмен орналастырылады. Бітеу табақша бетінде жиналған абсорбент шығарылған қайнатқыш (ребойлер) арқылы колоннаның төменгі бөлігіне ағызылады. Қайнатқышта абсорбент ерітіндісі су буымен қыздырылады. Қайнатқыштағы жылу алмасу жақсы өту үшін абсорбент төмен жақтан беріліп жоғарғы жақтан шығарылады. Демек, қайнатқыш үнемі сіңіргішпен толтырылған болады да циркуляцияланатын абсорбенттің барлық массасы ол арқылы төменнен жоғары қарай өтеді. Десорбердің төменгі бөлігінде жиналған регенерацияланған сіңіргіш жылуалмастырғыш арқылы өтіп жылуын қаныққан сіңіргішке береді, содан кейін тоңазытқыш (6) арқылы аралық сыйымдылыққа (7) беріледі де одан абсорбердің суландыруына беріледі. Абсорбер газдың берілу қысымында жұмыс істейді. Десорбер атмосфералық немесе одан төменірек қысымда (0,011- 0,012МПа) жұмыс істейді.

Сурет 3.1. Сұйық сіңіргіштермен газ кептіру қондырғысының технологиялық схемасы.
1-абсорбер; 2,4 - жылуалмастырғыштар; 3-сепаратор; 5-десорбер; 6-қайнатқыш; 7-тоңазытқыш; 8-сепаратор; 9-насос; I - газ; II - құрғатылған газ; III-үрлеу газдары; IV-су буы; V-регенерацияланған абсорбент; VI-таза абсорбент.
Табиғи газдарды өңдеу
Газ өңдеу зауыттарында (ГӨЗ) мұнайға серік газдарды өңдеудің мақсаты олардан тұрақты газ бензинін бөлу, сұйытылған газдар және техникалық таза жеке көмірсутектер алу болып табылады. ГӨЗ-ның негізгі технологиялық процестері болып бензинсіздендіру процестері табылады. Газдың көлемдеріне, мақсатты өнімдермөлшеріне, мақсатты өнімдердің алыну тереңдігіне байланысты бензинсіздендірудің төрт тәсілі қолданылады.
Көмірсутекті серік газдарды бензинсіздендіру. Көмірсутекті серік газдарды бензинсіздендіру және сұйытылған газдарды алу қатар жүретін процестер: тұрақсыз газ бензинін алу және оны сұйытылған газдар компоненттерін немесе жеке көмірсутектерді бірден бөлумен тұрақтандыру. Қазіргі кезде өндірісте тұрақсыз газ бензинін алудың төрт әдісі қолданылады: компрессиялық, адсорбциялық, абсорбциялық, төмен температуралы конденсация немесе ректификация.
Компрессиялық әдіс газды компрессорлармен сығып, оны тоңазытқышта суытуға негізделген. Газдарды сыққанда бөлінетін компонеттердің қысымы осы компонеттердің қаныққан буларының қысымына дейін жеткізіледі, осының нәтижесінде олар бу фазасынан сұйық фазаға ауысып тұрақсыз газ бензинін құрайды. Әдетте қысымның өсуімен және температураның төмендеуімен сұйық фазаның мөлшері көбееді. Мұнда конденсацияланған көмірсутекгі жеңілдеу компонеттердің сұйық күйге айналуын жеңілдетеді, себебі олар сұйық компонеттерде ериді. Оптималды қысым көп факторлармен немесе бастапқы газ құрамымен, қажетті компонеттерді бөлудің берілген дәрежесімен қысымдауға және суытуға кеткен энергия шығынымен және т.б. анықталады.
Көпшілік серік газдар үшін қажетті бөлу дәрежесін ескере отырып оптималды қысымды 2,0-4,0МПа аралығында ұстайды. Газды екі немесе үш сатыда компрессорлармен қысымдайды. Компрессорлардың жұмыс істеу режиміне аралық тоңазытқыштардағы газдың аралық сатылы суытылуы және цилиндрлердің қабырғасының жеткілікті салқындауы үлкен әсер етеді. Аралық сатылы салқындату түзілген конденсатты мүмкіндігінше көп бөлуге көмектеседі де қысымдауға қажетті энергия шығынын кемітеді, өйткені қысымдау үшін компрессорға түскен газ температурасының абсолюттік мәніне пропорционалды. Газдарды сығу үшін поршенді және турбиналы компрессорлар қолданылады. Компрессиялық әдісті өте сирек қолданады. Бұл тәсіл С3Н8 және одан жоғарылардың мөлшері 1000гм3 және жоғары болатын өте майлы газдарды бензинсіздендіруге пайдаланады. Бұл тәсіл мақсатты өнімдер алынуының қажетті тереңдігін қамтамасыз етпейді, сондықтан басқа тәсілдермен комбинирленеді.
Газдарды төмен температуралы бензинсіздендіру. Төмен температуралы конденсациялау мен ректификациялаудың жеке немесе қосарланған процестері өндірісте көбірек қолдануда. Төмен температуралы конденсациялау әдісі бойынша адсорбенттермен кептірілген газ 30 - 45оС аралығына дейін суытылады да, газ сепараторына келіп түседі. Оның жоғарғы жағынан газ, астынан конденсат бөлінеді. Сұйық фаза ректификация колоннасына, этансыздануға немесе этан мен метаннан айыруға ұшыратылады. Этансызданған қалдық немесе газ бензині ыдыс немесе газ бөлу қондырғысына жеке көмірсутектерге бөлу үшін беріледі. Төмен температуралы конденсациялануда компрессия әдісіндегі сияқты тек төмен температуралы бір сатылы конденсациялау жүреді.
Төмен температуралы ректификациялау әдісі бойынша бастапқы газ жылуалмастырғышта суытылады да, ректификациялау колоннасына беріледі. Колоннаның жоғарғы жағынан жеңіл көмірсутектер шығады, суытылады да, пропан тоңазытқыштарында аздап конденсацияланады. Конденсат колоннаға салқын ағын есебінде қайта беріледі. Колоннаның төменгі жағынан тұрақсыз бензин шығады. Бұл екі әдістің артықшылығы мен кемшіліктері бар. Төмен температуралы конденсациялаудың ректификациямен салыстырғандағы артықшылықтары:
Газдың барлығы емес, тек оның конденсацияланған бөлігі ғана ректификация колоннасына өтеді, бұл оның диаметрін азайтады;
Метан мен этанның мөлшері конденсатта көп болмайды, сондықтан колоннаның жоғарғы жағыда температура жоғары болуы мүмкін, бұл суыту шығынын азайтады;
Капиталдық шығын көп емес.
Ал төмен температуралы ректификациялаудың артықшылықтары келесідей:
Майлы газдардан мақсатты көмірсутектерді бөліп алу дәрежесі жоғары;
Процесс икемді.
Газдарды бензинсіздендірудің абсорбциялық әдісі ең көп тараған. Бұл процесс газ қоспасының кейбір компонеттерін сұйықтықпен (абсорбентпен) талғамды сіңіруге негізделген. Абсорбент есебінде бензин, керосин немесе соляр дистилляты қолданылады. Көмірсутектер ауыр болған сайын олардың абсорсбентте ерігіштігі жоғары болады. Еріген көмірсутектердің мөлшері қысымның өсуімен, Генри заңына сәйкес, және температураның төмендеуімен көбееді. Генри заңына сәйкес сұйықтағы газдың ерігіштігі оның будағы, сұйықтық бетіндегі қажетті қысымына тура байланысты. Температура тұрақты болғанда қысым абсорбцияға көмектеседі. Температураның өсуі газдың сұйықтықтағы еруін азайтады, абсорбцияны баяулатады. Техникалық қондырғыда газдан пропан мен бутанды бөлуде температураны 35[0]С-ден жоғарылатпайды. Абсорбцияны колонналық аппаратта жүргізеді. Мұнда газ бен сұйық фазаның жанасуын табақшалар немесе насадкалар көмегімен іске асырылады. Ең көп тараған қалпақты және торлы табақшалары бар абсорберлер.
Абсорбцияны салыстырмалы төмен температура (30-400С) және жоғары қысымда (1,0-5,0МПа) жүргізеді. Абсорбциялық әдісті пайдалану бастапқы шикізаттан 70-90% пропанды, 97-98% бутанды және пентанды толық, сонымен қатар одан да ауыр компонеттерді бөлуге мүмкіндік береді. Бұл тәсіл С3Н8және одан жоғарылардың мөлшері 200-300гм3 газға болған жағдайда қолданылады. С3Н8 және одан жоғарылардың мөлшері 50-100гм3 газға болатын кедей газдар үшін адсорбциялық тәсіл қолданылады.
Адсорбциялық әдісті кедей газдардан, құрамындағы ауыр көмірсутектердің мөлшері 50мгм3 дейін газ бензинін бөлу үшін қолданады. Әдістің негізгі мақсаты кеуек қатты заттардың (активтелген көмір, силикагель,молекулалық тор сияқты заттардың) беттерінде әр түрлі көмірсутектердің адсорбциялануына негізделген. Адсорбцияланған көмірсутектер мөлшері адсорбент және адсорбцияланушы заттар табиғатына, газ құрамына, яғни басқа компонентердің адсорбциялануына, процестің температурасы мен қысымына байланысты. Температураны көтеру және қысымды төмендету адсорбция процесіне теріс әсер етеді. Адсорбциялық бензинсіздендіру әдетте қоршаған орта температурасында және 0,2-0,5МПа қысымда жүреді. Адсорбенттерді регенерациялауды жоғары температурада және атмосфералы қысымда газбен немесе су буымен үрлеумен ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.