Опыт компании Сплитекс в разработке ВКУ для процессов регенерации метанола

Зачем регенерировать метанол на газовых промыслах?

Метанол – незаменимый реагент в системах подготовки природного газа. Его подают в трубопроводы и теплообменное оборудование для предотвращения образования газовых гидратов, особенно при работе в условиях высоких давлений и низких температур. Однако метанол – дорогостоящий расходный материал: при значительных объёмах закачки затраты на его пополнение становятся весомой статьёй операционных расходов предприятия.

              С промысловых установок подготовки газа метанол уходит вместе с водой в виде водометанольного раствора (ВМР). Традиционно этот раствор отправляется на утилизацию – вместе с ним безвозвратно теряется и сам метанол. Установка регенерации метанола (УРМ) позволяет изменить эту логику: вместо утилизации — возврат ценного реагента в технологический цикл. Классический способ удаления метанола из ВМР является отпарка метанола. Данный процесс давно применяется и хорошо изучен поэтому не будем подробно останавливаться на нем.

В настоящее время развивается направление отдувки метанола из водно-метанольного раствора. Этот современный процесс позволяет снизить тепловую нагрузку на УРМ и одновременно насыщает свежий поток газа метанолом.

Роль внутренних контактных устройств в установке регенерации метанола

Ключевым аппаратом УРМ является десорбционная колонна. Именно здесь происходит основная технологическая операция: горячий газ высокого давления, подаваемый снизу, контактирует с ВМР, орошающим верхнюю часть колонны. Метанол испаряется из раствора и переходит в газовую фазу, а из кубовой части колонны выводится вода с остаточным содержанием метанола менее 2% - пригодная для утилизации по нормам РФ и без потерь ценного реагента.

              Эффективность этого процесса целиком определяется качеством внутренних контактных устройств (ВКУ) колонны. Именно они обеспечивают необходимый контакт между газовым потоком и жидкостью, равномерное распределение фаз по сечению аппарата и стабильный температурный режим в заданном диапазоне. От правильного выбора и расчёта ВКУ зависят как степень регенерации метанола, так и устойчивость установки при изменении нагрузки по ВМР.

              Компания «Сплитекс», обладая более чем 30-летним опытом в проектировании и производстве ВКУ для колонных аппаратов нефтегазовой и химической отраслей, предлагает комплексный подход к оснащению подобных установок – от технологических расчётов до монтажа.

Технологическая схема и режимы работы

В рамках реализованных проектов специалисты Сплитекс отработали основные режимы работы УРМ, различающихся по содержанию метанола в ВМР, а так же по диапазону работы колонны.

Технологическая схема представляет собой следующий процесс: горячий сухой газ после компрессора подаётся в нижнюю часть колонны УРМ. ВМР подаётся на орошение сверху. Газ на выходе из колонны охлаждается в АВО, выделившаяся жидкость возвращается в питание колонны. Подготовленный газ, насыщенный метанолом, объединяется с общим потоком газа согласно технологической схеме производства. Кубовый продукт – водный раствор утилизируется или повторно используется.

Выбор режима определяется текущей концентрацией метанола в сырьевом ВМР, а также расходом газа на извлечение метанола. После проверки всех режимов в расчетной программе формируются общие рекомендации по ведению технологического режима УМР.

Что дают правильно спроектированные ВКУ на практике

Расчёты испытания показывают: при корректно выбранных внутренних устройствах абсорбционная колонна УРМ обеспечивает регенерацию метанола на уровне 97–99%. Содержание метанола в кубовом продукте (воде, направляемой на утилизацию) не превышает 2% масс. - требование, типовое для технических заданий на подобные установки.

В зависимости от концентрации ВМР и режима работы возврат метанола в систему составляет до 50 %. В пересчёте на годовое потребление экономия составляет порядка 700–790 тонн метанола в год – ощутимый результат для любого газодобывающего предприятия.

Так же реализуемые схема, в рамках проекта, позволяет сократить порядка 30 Гккал/ч по нагрузке на конденсатор и ребойлер колонны в случае применения колонны со схемой отпарки воднометанольной смеси.

Компетенции Сплитекс в сегменте газоподготовки

Описанный опыт вписывается в более широкую экспертизу Сплитекс в области проектирования не только внутренних устройств для колонн абсорбции и десорбции, применяемых в газопереработке, а так же самих процессов и требований к ним. Компания выполняет полный цикл работ: предпроектный анализ и обоснование технического решения, технологические и гидравлические расчёты насадочных или тарельчатых секций, разработку конструкторской документации, изготовление на собственном производстве в Серпухове, шефмонтаж и сопровождение пусконаладки.

              Для установок регенерации метанола особую роль играет правильный подбор типа насадки и распределительных устройств: газ подаётся под высоким давлением и с высокой температурой, диапазон изменения нагрузки по жидкости может быть широким – от 280 до 460 кг/ч ВМР и выше. Сплитекс располагает расчётными инструментами и опытными данными, позволяющими обеспечить устойчивую работу колонны во всём рабочем диапазоне без риска захлёбывания или неравномерного орошения.

Итог

Процесс регенерации метанола – наглядный пример того, как грамотно спроектированное внутреннее устройство колонны напрямую влияет на операционную эффективность промыслового предприятия. Установка, оснащённая эффективными ВКУ, работает в заданном температурном диапазоне, обеспечивает требуемую чистоту кубового продукта и возвращает в цикл сотни килограммов метанола в час – без дополнительных капитальных затрат на расширение системы химического ингибирования.

              Если вы рассматриваете проект по созданию или модернизации установки регенерации метанола, специалисты Сплитекс готовы провести предпроектный анализ и предложить оптимальное техническое решение на основе конкретных параметров вашего процесса.