Повышение эффективности технологической схемы подготовки газа и газового конденсата путем внедрения инжекторных технологий

Современные технологии добычи, транспортировки и переработки
природного и низконапорного нефтяного газов, разрабатываемые мировой
индустрией на протяжении последнего времени, существенно повысили
перспективы рационального индустриального применения ресурса этих газов.
Стремительное увеличение добычи и наращивания запасов углеводородов
привело к резкому падению цен на нефть и газ, которые, в условиях пандемии,
выглядят крайне нестабильно. Проблема переработки и рационального
использования попутного нефтяного газа, так же, как и проблема переработки
и эффективной транспортировки природного газа потребителям толкает
развитие нестандартных способов применения их ресурсов. Особенно
направленных на снижение энергоемкости нефтегазовой промышленности.
Многие процессы в нефтегазовой промышленности связаны с
протеканием и контактом нескольких фаз и эжекторы могут применяться для
снижения энергоемкости химической и перерабатывающей промышленности.
Среди различных применений существуют следующие макрообласти в
нефтегазовой отрасли: утилизации технических газов, уменьшение мощности
газокомпрессорной станции, повышение давления в коллекторе, закачивание
газа в подземные хранилища, подключение в сеть низконапорных газов (тем
самым отказавшись либо уменьшив объем сжигания).
Применения эжекторов многочисленны и охватывают холодильные,
энергетические и химические сектора. С одной стороны, технология эжектора
требует ограниченного обслуживания, имеет низкие эксплуатационные
расходы и не имеет ограничений в отношении рабочих жидкостей; с другой
стороны, сложная однофазная и многофазная гидродинамика делает
конструкцию эжектора и прогнозирование производительности реальной
проблемой. Эта перспектива исследует основные достижения в технологии
выталкивания и предлагает критическое обсуждение с перспективой будущих
исследований.
Эжектор обеспечивает тройной эффект (а именно: повышение давления,
смешивание и захват), он требует ограниченного обслуживания, имеет низкие
затраты и не имеет ограничений в отношении рабочих жидкостей. Благодаря
этим преимуществам технология эжектора очень привлекательна для многих
применений, и интерес научного сообщества к этому компоненту в последние
годы экспоненциально возрос. Например, его использование для
использования солнечной энергии и для модернизации систем газовой
промышленности представляет практический интерес для снижения
потребления первичной энергии в масштабе домохозяйства и производств, тем
самым поддерживая пути декарбонизации. К сожалению, сложные
взаимосвязи между динамикой жидкости в «локальном масштабе» и
конструкцией эжектора не до конца поняты, что делает трудным основанное
на рациональном описании описание «масштаба компонентов».
Исследования в области альтернативных технологий энергосбережения
и рабочих жидкостей для охлаждения продолжаются, и низкотемпературное
повышение температуры стало важной частью общих усилий по снижению
воздействия глобального потепления на окружающую среду. Системы на
основе эжектора, которые термически активированы, обеспечивают
потенциально многообещающее решение, особенно для умеренного
отопления или охлаждения, охлаждения и кондиционирования воздуха. Они
могут восстанавливать низкокачественную энергию, которая используется в
качестве отработанного тепла в большинстве промышленных процессов, и
использовать возобновляемую энергию или любой другой источник по низкой
цене.
Способность холодильных систем на основе эжектора восстанавливать
отработанное тепло и использовать рабочие жидкости, безвредные для
окружающей среды, вызывает большой интерес среди тех, кто разрабатывает
приложения для холодильной техники и других промышленных областей. Для
этого необходимо улучшить характеристики эжектора, которые обычно
скромны и особенно чувствительны к условиям противодавления.
Актуальность работы
Многие процессы в нефтегазовой промышленности связаны с
протеканием и контактом нескольких фаз и эжекторы могут применяться для
снижения энергоемкости нефтедобывающей и перерабатывающей
промышленности.
С одной стороны, технология эжектора требует ограниченного
обслуживания, имеет низкие эксплуатационные расходы и не имеет
ограничений в отношении рабочих жидкостей; с другой стороны, сложная
однофазная и многофазная гидродинамика делает конструкцию эжектора и
прогнозирование производительности реальной проблемой.
Использование эжекторов на установках комплексной подготовки газа
позволит значительно повысить безотказность работы и избежать проблем,
возникающих при эксплуатации альтернативных устройств. В частности, ввод
эжекторов позволяет частично решить проблему сжигания ПНГ, которая на
данный момент, является одной из наиболее важных проблем нефтегазового
комплекса.
Цель работы
Провести анализ опыта применения струйных аппаратов в технологии
нефтегазовых промыслов, а также анализ различных типов конструкций
эжектора. Выполнить расчет характеристик и параметров эжектора для
утилизации попутного нефтяного (факельного) газа.
Задачи исследования:
• изучение и анализ опыта применения эжекторов в нефтегазовой
промышленности, анализ типовых конструкций эжекторов;
• рассмотрение различных схем установок комплексной подготовки
газа;
• рассмотрение проблемы утилизации ПНГ;
• расчет основных параметров эжектора в схеме утилизации ПНГ.